地学現象にかかわる物理的諸力とそのモデル教材

地学現象にかかわる物理的諸力とそのモデル教材

著者 服部 哲雄

雑誌名 静岡地学

巻 46

ページ 4‑8

発行年 1982‑11‑14

出版者 静岡県地学会

URL http://doi.org/10.14945/00025547

目 長

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コリオリの力とも苦う)

とも言う)

の力というま ることもある

警 警 いこれは局知のようにニュートンの発見に依るもので、二つの物体はおたがいに る引力を及段し合っている

ここで ffih f f i 2 は、それぞれの質量、けま 2 つの

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絶 滅 ( は地磁気消滅期 によるものだと われている)

護 審 …..地熱(←地球の初期に によったであろうがその後は放射性物質 の原子核崩壊によると考えられる)

マントノレ対流(プレート移動) (←主因は地熱によるであろう)造山運動、地震、火山、断層、

しゅう曲(←副次的には重力も関係するが直接的にはマントノレ流、プレート流が号￨き金となっ ている)

以上、周知の地学現象を物理的諸力とのかかわり合いからながめるとどうなるかという点に しぼって見てきた。

3. 転向力(鋸向力、コ 1 ) ( a )   転 向 力 黒 板 模 型 ( 2 

高 校 地 学 、 理 科 上 を把握させること

トレーション用として うなものを考案してみた。

図 l

1. 両モデルとも ある

1 ) の力) )を示すの こま型)の製作

よいモ について

で転向カ(偏向力、コリオリの力)の物理的、定性的意味 しないであろう

ところが、教場でのデモンス に扱える大型のラフな器具は見当たらない。そこで次図のよ

ネ 反

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る 。

こま ガの盤面 をねじ止めして に作っ

2. 回転の動力は 回転盤のふちを手でおすことによって る

3. 教場内 んにながめられるよう

径 6 0 ^cm) 

4. 作動中、回転の勢い(角速度)が衰えないように、

さを増し t 貫性モーメントも大きくしである

も大きくとつである

には板を取りつけ、

5.  にはキャスタ りつけ、 と支持板間のがたつき を減らし

た 。

6. 支持板の下部には収納時のことも考えて、折りたたみ式可能なちょうねじ止めの足を取り つけた。

7. 使用法・…一回転盤を黒板面とし、運動物体としてはチョークを使用。回転盤を右回り、又 は左自りさせてかいた時のチョ…クの軌跡を回転停止後に観察させる o 8. 平面型の方は地 球の場合で言えば回転軸に面が寵交している高緯度地方のモデルを示しているわけで第一段 踏としてはこれでよい。しかし、回転面が軸に斜交している中緯度地方や赤道地方のモデル

としては不充分。

9. そこで、第二段階として中緯度地方での様子を示すにはこま型の方が都合がよい。これは に前閣のようなこま型面をかぶせたもので、あえて球面にしなかったのは中緯度面ゃ を典型的な姿で広く取り得るからである

1 0 . この種の自転体(回転系)上では転向力のみならず、遠心力が必ず働いてくるから、チョー クの軌跡が転向のみによって生ずるものでないことも一度は言及しておく必要がある

1 1.本モデノレ転向力に限って言えば、高

低気圧地球のまわりの風のねじれのみならず、海流 地球上から見た人工衛星の軌道のねじれ、長年にわたる河川の流域のずれ(いわ ゆる、ベノレの法奥山、砲弾のずれ、ブーコー振り子の自転等々の定性的説明補助具としても使

る

( b )   潮汐模型の製作のすすめ

この作り方を考えるために周知の原理をまず振り返ってみたい。

地球上の瀬の満ち千は月や太陽からの引力が関係しているが、もしも に固定され てしまったのならば月(太陽)に面している関だけが満潮になるであろう

ところが、現実の地球は月(太揚)との共通重心? これは地球と/

、

球の中にある

地芯よりもやや月、太陽寄り。)のまわりに対して回転している(これは地球の 自転や公転以外のもう一つの別の回転なのである)。そこで、この回転によって地隷の中心付近 も外向きの遠心力を受ける

その他の場所では、この地球の中心付近を基準にして考える以上 この地球中心付近が受ける遠心力と同大同向きの遠心力をつけ加えて考える必要がある

したがって、この遠心力によって、地球が天空に固定されたとした場合に比べてたとえ

i き下げられ(と言ってもやはり満潜入 に引き げら り と るといった る

つまり、 (太陽)から i 力と れと 反対向きの遠心力と によっ る

1.  を として l 辺 80cm とに る

2.  りつける

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