「ブーメランを無重力空間で投げるとどうなるか、という実験が行われる」記事へのコメント

回転によるジャイロ効果が働かないのでは？

[akiraani (24305)]

　ブーメランって、投げると空気抵抗で傾く方向に力がかかって、それが重力方向のジャイロ効果と均衡することで斜めに固定され一定の角度で曲がって、投げた場所に戻ってくるものでは。

　そして、重力がなければジャイロ効果がなくなるので方向関係なく傾き続けて、らせん状の軌道を描いてあさっての方向に飛んでいく。

＃というのが、先日この記事を見てチャットで話していたときの私の結論

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Re:

[tarosuke (2403)]

ジャイロ効果には重力は必要ないよ？

Re:

[akiraani (24305)]

　ああ、ジャイロ効果が働かないというのは日本語がおかしいですな。
　無重力状態だと、そもそも外部からの力が一切働かないので、ジャイロ効果(回転慣性)も見かけ上発生しないという意味です。

＃厳密には、ブーメラン自身で傾こうとする力もジャイロ効果を受けるわけですが、重力と違ってブーメラン本体が回転したらその分方向がずれるので、均衡状態にはならないのではないかと。

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Re:

[Anonymous Coward]

>そもそも外部からの力が一切働かない

とはいえ、シャトルは地球を周回しているからコリオリの力は加わるでしょ？

Re:

[akiraani (24305)]

　コリオリの力は常に進行方向に対して右か左にかかるものだから、力を受けてブーメラン自身の進行方向が変われば、当然にコリオリの力の働く方向も変わる。

　なので、ブーメランの曲がろうとする力と同様に、回転慣性力と均衡状態になることはないんじゃないかなぁ。

＃それ以前に、コリオリの力がブーメランの起動に影響するほど強いかどうかという話もあるけど。

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Re:

[tarosuke (2403)]

そして残念だけどコリオリの力についても理解していない様子。外から眺めればそんなものはない事に気付くはず。
# 回転座標系というのはウソなのよー(正しく変換すりゃいいんだけど、そのまんま変換するのはウソ)。

Re:

[akiraani (24305)]

　んーと、衛星軌道上から水平方向へのコリオリの力は0だけど、鉛直方向に働くと思ってたんだけど、なんか勘違いしてる？

＃左右じゃなくて、上下って書かないと間違いって意味かな？

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Re:

[tarosuke (2403)]

してる。コリオリの力は「回転系」の回転方向にしか働かないよ。この場合軌道に沿った方向。
というよりコリオリの力自体が大ウソだと思う方がわかりやすいと思う。

例えばでっかいターンテーブルの端に居ると考えてみてー。で、そこからボールを中心に向かって(投げてもいいけど)転がすとする。ターンテーブルに乗ってる人から見るとボールが回転方向へ曲がって行くように見えるかも知れないけど、外から見るとボールは転がした速度+転がした人の転がした瞬間の速度でまっすぐ移動してるだけ。曲がってるのはボールの軌跡じゃなくてターンテーブルに乗ってる人の方なんだ。だから、コリオリの力なんてものは大ウソ。

Re:回転によるジャイロ効果が働かないのでは？

[akiraani (24305)]

　コリオリの力というのは、地球の自転方向への遠心力から、地球の引力方向へのベクトルを打ち消したものという解釈してます。

　衛星軌道上は遠心力と重力が均衡している状態だから赤道上にいるのと同じで、当然コリオリの力も0です。が、その状態でブーメランを投げると、そこからずれてしまうので方向によってはブーメランと観測者の間ではコリオリの力が働いたように見えると思うんだけど。

＃たいへん微弱ではあるでしょうが。

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Re:回転によるジャイロ効果が働かないのでは？

[little( (31297)]

>コリオリの力というのは、地球の自転方向への遠心力から、地球の引力方向へのベクトルを打ち消したものという解釈してます。

それはコリオリじゃないのでは？
重力関係ないですよ。

一番良く使われる例が、台風の渦巻きとか、偏西風とかですよ。

低緯度と高緯度では回転半径が違うので、南北方向へ移動する物体には、その回転半径の差の分の慣性がかかるんですよ。
それがコリオリの力。

Re:回転によるジャイロ効果が働かないのでは？

[little( (31297)]

追記。

コリオリの力は、回転してる座標から見た見かけ上の動きなんで、実際には、なんも外から力は加わってないです。

Re:回転によるジャイロ効果が働かないのでは？

[tarosuke (2403)]

んんんー?それは何?

ちなみに、一般相対論で「ある一点に働く重力と遠心力(と慣性)は区別できない」と導き出されてるよ。重力や慣性力が同じ大きさならちゃんと光も同じだけ曲るし時間も同じだけ遅れる。というか光が曲るから時間が遅れるというか2つは同じ事なんだけど。なので重力と遠心力が打ち消しあった残りも重力なのでつよ。
#「副作用」みたいなものもないよ。あったらおもしろいけど。

Re:回転によるジャイロ効果が働かないのでは？

[taka2 (14791)]

言葉で説明されても分かりにくいだろうけど、アニメーションで見たら一発だと思う。というわけで、理科ネットワーク [jst.go.jp]の図解(SWF) [jst.go.jp]

Wikipediaの英語版ページ [wikipedia.org]には、
「回転してる座標系内で真上に投げても、真上に飛んで戻るような普通の放物線にならない」
　=「外(慣性系)から見ると、弦上を移動するただの等速直線運動」
という挙動を見せるアニメーションもあります。

Re:

[Anonymous Coward]

日本語版のアニメを作るなら、戦自のポジトロンライフルで説明すべきだな。