第1章 なぜ日が昇り沈むのか

なぜ日が昇り沈むのか地球が回っていると教えられたのに、私たちはなぜ、日が東から昇り西に沈むのを見るのだろうか。
遊園地で回転コースターに乗ってみれば、回転コースターが回っているのが分かる。
しかし地球がコマのように回っているのが分からない。

慣性の法則
最初に慣性というものをやっつけよう。
慣性とは簡単に荒っぽく言えば勢いである。
勢いよく飛び出したものは急には止まれない。
動きの真の姿はこの止まれないということの中にある。
ものは動いているとずっと同じ方向に動き続けようとする。
止まるのは空気の抵抗や、地上との摩擦による。
空気や、地上との摩擦が無い宇宙空間では投げたボールは止まることなく、進んでいき、どこかへいってしまう。(宇宙空間でも、正確には地球の引力圏、又は太陽の引力圏にあるときはその影響を受けるので、それを打ち破る速さが無いと、その重力圏の中にとどまる。)このまっすぐ何処までも同じ速さで動く性質を慣性という。

物(物質)にはこの性質があるということを慣性の法則という。
星や、人がこのような運動をしているときは、なにも力を受けていない。
カーブを回ったり、回転コースターに乗っているような力を感じることはなく、止まっていると感じる。

力の感じ方
私たちの体はいつも体重という力=重力を受けています。
一方、足の底は大地の反発を受けて、足から腰を通して重い頭を支えています。
この反発力と体重が打ち消しあい、地上に立って、とどまっています。
重力は、頭でも、胴体でも、足でも、各分を直接、下に引っ張るように働きますが、地上の反発力は足の底から、足、腰、胴体、首、と体の骨格を通じて伝わり、頭を支えます。

もし反発力が、重力と同じように直接からだの各部分に働くならば、私たちは体重を感じないで、無重力と近い状態になります。
残念ながら反発力は足から体の部分を通して頭を支えますので、足も腰も首も疲れるし、体重を感じます。体重計は体にかかる重力を測り台の上で足から受けて、重力を測る機械です。

この体重を感じることは地上(正確には月や、他の星の上でも起こります。)でのみ起こることで、宇宙ステーションなどの宇宙空間では無重力になります。

同じように急カーブを曲がるときに感じる遠心力も体の各部分に直接かかります。しかし、姿勢が崩れないように、この力を打ち消す力は座席の腰や、ドアなどよりかかるものにふれて、触れた部分を通して体の骨格と筋肉で胴体、首、と伝わり頭を支えます。筋肉がこわばったり、体が傾いたりして、この遠心力を受けていることを
感じることができます。遠心力を感じると自分が動いていると感じます。

この遠心力は宇宙空間でも起こります。
この力を利用して宇宙ステーションでも重力を発生させることができます。将来は利用されるかもしれません。

ものの見え方
自分動いているのか、いないのかは自分の外を見て感じます。
電車に乗っていれば外を見て動いていると分かります。
それは直感的です。また外を見なくても、カーブを曲がれば遠心力を感じて動いていることが分かります。
自分が動いているのか、相手が動いているのかは、生きていく上ですごく重要です。

見えるもの(科学では観察といいます)は地上では大地が圧倒します。町の風景も、空の雲も、室内のみえるものも、全ては地球とともに動いています。大地とその周辺が見るもののほとんどで、太陽と月が少しだけ、星はほんのちょっと顔を出します。
車の速度、時速はもちろん大地の上に乗った道路に対する速さです。空を飛ぶ飛行機でさえその速さは、対地速度であらわします。

地球は大きいので、回転コースターに乗っているときのような遠心力は感じません。さらに周りの見えるものは
ほとんど全てが一緒に動いていきます。そのためコマのように回っていることを感じることができません。
その上に乗った人は周りが一緒に動くので、自分のいるところが静止しているとしか思いませんし、見えません。回転がおおきすぎて、ほぼ慣性で動いているのと同じような状態です。
こうして毎日、朝に日が東から昇り、夕方に西に沈むのを見ます。

おまけ、体重と地球の遠心力の話自転している地球の軸は北極と、南極を結ぶ線です。
赤道はその軸のちょうど半分のところで、球体の一番一番太ったところを横切る位置になります。
ここが一番軸から遠くで回転しています。
北極や、南極は軸の位置ですので、回転する軸からの距離がゼロなので遠心力もゼロです。
体重は地球の重力による引力で発生します。南極や、北極では地球の引力がそのまま体重となります。

赤道の上では地球の引力のほかに、コマのように回っている地球の自転の遠心力が加わります。
遠心力は体重を軽くするように働きます。
残念ながら遠心力の影響はとても小さく体重はほとんど変わりません。
こんなに小さな遠心力ですから、地球が回っているなんて感じることはありません。

出典:hayana@foth.jp

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