吸引力とコリオリのちから

大きな球が回転していて、その赤道上のある点にパチンコ玉が引力で大きな球の上にのっており、静止しているとします。あるとき、これとおなじ経度で高緯度のどこかに、パチンコ玉を引き付ける吸引点みたいなものが突然できた場合、

パチンコ玉は．大きな球のウラ側をまわったりしないで必ず直接吸引点に着くのでしょうか。それとも．何周かしながら複雑な経路をたどることもあるのでしょうか。

また、一周しないうちに直接吸引点に着く場合のコースは、一旦その経度を離れてまた戻ってくる感じになるのでしょうか。それは吸引力と距離や速度との関係によって名のある曲線（**曲線とか）でしょうか。

（空気もころがり摩擦もないとして、よろしくお願いします）

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2016/08/28 22:54

No.1です。

＞「真北に置かれた」、そのとおりです。いっしょに回転しています。

了解しました。

＞そうするとコリオリの力で東にズレて場合によっては遠ざかってしまい引きつける力はさらに弱くなることもあるのでは、そうすると慣性でどんどん離れていってその吸引点に達しないかも。と思ったからです。

少なくとも「斥力」が働かない限りは、コリオリの力による「東向きの力」に何らかの「北向き成分の力」が加わるので、少なくとも「わずかずつでも北に動く」はずです。力の成分の大きさによっては、確かに、「直線状」というよりは「らせん状」になることもあり得ます。

＞台風反時計まわりの説明は、「コリオリの力」と簡単に言うのは僕たち一般人にはちょっと不親切で、「赤道高気圧からの北風がコリオリの力で東に向いているその北に発生するから」としたほうがやさしいのかなと思ってしまったのです。粒子単体のコリオリの力だけで説明できるのではなく、空気の粘性とか近接作用とかが大事なのかなあ、と。

というか、台風が上昇気流として発生して周囲の空気を引き寄せるときに、南（赤道近く）の空気は北上すると東（自転方向、空気の流れ方向の右）に、北（北極方向）の空気は南下するときに西（自転の逆方向、これも空気の流れ方向の右）に回り込むと考えれば、単純に「反時計回りになる」となりませんか？

この回答へのお礼

ありがとうございます。またお手数をおかけしてすみません．．。
フィリピンで発生した台風にたとえると、
空気が赤道から台風の目に向かってコリオリの力に影響されながら流れ込むとすれば、
なぜマレーシアから北上して東へ曲がって直接吹き込まないのか、なぜインドネシアから吹き出して東へ迂回しながら台風に向かってぐるりと流れこむものばかりなのか、空気など粘性のある流体であることが最も重要な要素なのではないか、ということです（たぶんあたりまえなのでしょうが自分にはわからないので）。

進んでいる流れと淀んでいる流れの間に低気圧を置くと（川の流れの端のほうにあなをあけるとか）一定の渦をまくと思います。「コリオリの力でずっと存在している西風」の存在する緯度とそうではない（弱い）緯度との間に低気圧ができただけ、渦を巻いているところではコリオリのちからは関係ない、このほうが僕にはぜんぜんわかりやすかったので。

というわけで逆にパチンコ玉だったらどうなのかな（コリオリのちからだけ）と質問をしてみました。地球をぐるりと回ったりして直接到達しないこともあるのではないかな、と。

ありがとうございました。
おじゃまかもしれません、どうぞ無視してやってください。
それでは。

お礼日時：2016/08/29 21:02

No.1 回答者： yhr2 回答日時： 2016/08/28 20:57

「大きな球」は地球、「回転」は地球の自転、「おなじ経度で高緯度のどこかに、パチンコ玉を引き付ける吸引点みたいなもの」は北半球なら「真北に置かれた巻き取り機」にロープで巻き取られるイメージでよいですか？

　当然「真北に置かれた綱引き機」も自転する地球に固定されて一緒に動いています。

　「巻き取り力」が力の根源ですから、地球のウラ側をまわったりしないで、ほぼ「直線状」に直接真北の巻き取り機に着くでしょうね。タイトルにあるように「コリオリの力」が働くので、直線から若干「自転の進み方向」に膨れます。

　質問者さんの意図は、「高緯度のどこかに、パチンコ玉を引き付ける吸引点みたいなもの」は空中（宇宙）に浮いていて自転していないものですか？
　その場合には、宇宙に地球の自転とは関係なく浮いている宇宙船に、ロープで巻き取られるイメージでしょうか。そのときどきの宇宙船と「パチンコ玉」を結ぶ直線に沿って力が働きますので（ロープには質量も摩擦もないものとすれば常に地球表面に沿って直線）、それに従って「パチンコ玉」が動いていくということです。それに「コリオリの力」が加って若干「自転の進み方向」に膨れるということになります。

　それに疑問を感じる理由は何でしょうか？

この回答へのお礼

お返事ありがとうございます！色々ご拝察くださって恐縮しています。
すみません言葉足らずでした。「真北に置かれた」、そのとおりです。いっしょに回転しています。
質問の意図はふたつほどあります。
１．
引きつける力が弱くても必ず動き始める、そうするとコリオリの力で東にズレて場合によっては遠ざかってしまい引きつける力はさらに弱くなることもあるのでは、そうすると慣性でどんどん離れていってその吸引点に達しないかも。と思ったからです。（力と距離との関係によってはなにか法則みたいなものがあるのかな、と）
２．
もしそうだとすると、台風反時計まわりの説明は、「コリオリの力」と簡単に言うのは僕たち一般人にはちょっと不親切で、「赤道高気圧からの北風がコリオリの力で東に向いているその北に発生するから」としたほうがやさしいのかなと思ってしまったのです。粒子単体のコリオリの力だけで説明できるのではなく、空気の粘性とか近接作用とかが大事なのかなあ、と。

いずれにしても「直接着くだろう」とのご教授、まことにありがとうございました。重ね重ねお礼をもうしあげます。よく考えなおしてみます。

お礼日時：2016/08/28 22:29