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潮汐力について 潮の満ち引きは月の引力により起こり、月に近い側はその引力で...

hel********さん

2019/9/2210:41:41

潮汐力について

潮の満ち引きは月の引力により起こり、月に近い側はその引力で膨らみ、反対側は遠心力によってまた膨らみ満潮になると認識していましたが、

色々調べていくと、「潮汐力には遠心力は関係がない」という記事もあります。

遠心力で反対側が満潮になるというのは納得できるのですが
遠心力が関係ないとする解説の理解が出来ません。。

理解できる方、わかりやすく説明お願いします。

http://jein.jp/jifs/scientific-topics/908-topic50.html

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ベストアンサーに選ばれた回答

ロムリオさん

編集あり2019/9/2218:50:31

以下抜粋します


>潮汐力と遠心力は関係ない

>上で地球・月系での潮汐力を考えるために、遠心力を使って説明した。しかし本当のところ、潮汐力と遠心力は関係ない。潮汐力とは、重力の非一様性によって生じる効果である。


①重力の非一様性
以上の説明は重力の働きがどこも同じことではないから起こる現象だということを言っています。重力源に近づけば重力は強く働き、離れれば弱く働くことを再確認しておきます。


②地球は「月を公転している」
話が飛びますが、一般的に月は地球を公転しているとされます。しかし厳密には地球も月の周りを公転しています。正確には「地球と月の共通重心を公転している」です。


③重力源に近い惑星は公転速度が速く、遠い惑星は公転速度が遅い
太陽系に例えると、水星は太陽に近く強い重力を受けるのでそれに釣り合うよう公転速度はとても速く、木星や土星など太陽から遠い惑星は重力も弱いので公転速度は遅くなります。


④地球の各部分のうち、月に近い側は真ん中よりも速く動こうとし、遠い側は真ん中よりも遅く動こうとする
さて、地球が「月の周りを公転する」ときに、同じ地球の部分でも、月に近い側は地球の中心よりも速く動こうとし、遠い側は地球の中心よりも遅く動こうとするため、地球は引き伸ばされます。特に流動的な海水はその傾向が強くなります。


⑤つまり
地球の月に近い側は狭い公転半径で月の周りを公転しようとし、遠い側は広い公転半径で月の周りを公転しようとするため、繋がっている地球の中でせめぎ合いが起こり、歪んで引き伸ばされているということです。


ここに遠心力の説明は必要ありません。地球が月の周りを公転する大きな動きには遠心力が関わってきますが、その動きの中で重力の強さが異なることにより、地球の各部分が違う速度や方向で動こうとすることにより起こる微妙な動きの差異である潮汐力には遠心力は関わっていません。

質問した人からのコメント

2019/9/22 20:28:05

ありがとうございました!
潮汐力について、遠心力が関係ない事を理解しました。

ベストアンサー以外の回答

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www********さん

2019/9/2219:34:00

>遠心力で反対側が満潮になるというのは納得できるのですが

この場合の遠心力とは、地球が「地球-月系」の共通重心のまわりを公転していることによる遠心力、という意味だと思うのですが、この場合の遠心力は地球上のどこでも同じ大きさです。
つまり、地球上において、月から遠い側の遠心力が月に近い側の遠心力よりも強くはなりません。したがって遠心力の差異による海面上昇の差異も生じません。そもそも、この場合の遠心力に差異は無いのですから。
なので、遠心力は関係がありません。

Wikipediaの潮汐-遠心力の項に分かりやすい図解があります。

ath********さん

2019/9/2213:45:20

遠心力とは、観測者の状況により存在しないものです
ISSに乗り込んだ宇宙飛行士は地球を回っていますが遠心力と地球の引力が釣り合っているという運動ではなく
自分たちは自由落下していると言えます
それが無重力で、遠心力があると説明出来ません
観測者がISS以外で外から見るから遠心力が必要になるだけです

さらには「重力」自体が遠心力を含んだ力になりますので
遠心力を使うなら重力の一部であって
別のものとして説明するのは言葉として間違いです
引力などと重力が異なるのはそういう点です

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ran********さん

2019/9/2213:27:08

遠心力は常に働いているので、潮汐力とは無関係です。

月は大気がないので岩石が露出していて、太陽風の影響でマイナスに帯電しています。いっぽうの地球は、地表と海面がマイナス、電離層はプラスに帯電しています。月に対して、電離層のプラスが引きつけられますが、そのとき、月に面している部分にプラスの電荷が集まってきます。そのため、マイナスの海水が引き付けられて盛り上がります。反対側では電離層が月に引き寄せられるので、電離層の高さが低くなります。プラスの電離層が低くなるため、マイナスの海水が引き付けられて盛り上がります。

遠心力は常に働いているので、潮汐力とは無関係です。...

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2019/9/2211:27:48

これは「遠心力」というのが間違いで
潮汐力における「力のつり合い」による作用です。

あるいは
潮の満ち引きの場合は「作用と反作用」
という方が良いかもしれません。


学校の理科で習った事で
物体に力を加えると
それに対して同じ力が
逆方向に作用する・・・というあれです。

確かに月が地球の周りをまわる事で
公転運動に対する遠心力が作用し
その影響は引力を介して地球にも及びます。

これは陸上競技の
ハンマー投げで
ハンマーを回転させる際に
その遠心力に対して
選手が体を後方に傾ける事で
力のバランスを保っている状態と同じです。

選手が体を後方に傾けるのは
確かにハンマーの遠心力の影響ですが
遠心力その物ではありませんよね。

むしろそれに対して
その反対方向に力を加える事で
バランスを保つための作用を
この体を傾ける動作で行っています。

これは上記の「作用と反作用」
あるいは「力のつり合い」で考えると

ハンマーの遠心力を作用とすれば
選手が体を傾けて
遠心力に対してバランスをとっているのは
遠心力に対する反作用となります。

同じように
月の引力にひかれて
海水が引っ張られ
またその逆方向の海水が
反対方向にも引っ張られるのは
月の引力に対する
作用と反作用の影響と考えらえます。

しかし、厳密に言えば
これらは「作用と反作用」とも
「力のつり合い」とも少し違う作用で

こうした引力による
正逆二方向への作用を
「潮汐作用(潮汐力)」と言い
「作用と反作用」「力のつり合い」とは
原理はおなじですが区別して考えています。

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mik********さん

2019/9/2211:16:46

あなたが引用したページの中に「潮汐力の原因は先に述べたように月の重力の大きさが、地球上で一定でないことである。潮汐力の説明に遠心力は本当は必要ない。」と書かれています。

つまり、月の重力の大きさが場所により一定ではないというのが本質であるといっているのであって、遠心力を含めた説明は間違いであるといっているのではありません。

だから、あなたが遠心力で反対側が満潮になるというのが納得できるのなら、それで問題はありません。

潮汐力の説明の際、遠心力はどこでも同じ大きさであるということを理解してもらうのに苦労することがあります。遠心力は月に近いほうが小さくて(あるいは共通重心のほうつまり内側に向かって)月から遠いほうが大きいのではないかという誤解です。こういう誤解をされるくらいなら、潮汐力の説明に遠心力を入れないほうが楽です。

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