コリオリの力
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コリオリの力（コリオリのちから、Coriolis force）は、回転座標系（Rotating reference frame）上で移動した際に移動方向と垂直な方向に移動速度に比例した大きさで受ける慣性力の一種。コリオリ力、転向力（てんこうりょく）ともいう。1835年にフランスの科学者ガスパール＝ギュスターヴ・コリオリが導いた。回転座標系における慣性力には、他に、回転の中心から外に向かって働く遠心力がある。
[編集] 原理
コリオリの力は、慣性座標系（Inertial reference frame）で記述された運動方程式を回転座標系に座標変換することで導かれる。しかし、これだけではイメージがわきにくいので分りやすい例で説明されることが多い。たとえば、『今、角速度 ω で回転している座標系で、回転中心から r の位置に質量 m の質点があると考えると、その角運動量は mωr2 である。この質点を、角速度を変えないようにしながら外側に移動させるには、適当な外力（トルク）を加えて角運動量を大きくしなければならない。これを、ともに回転している座標系からみると、外力を受けているのに運動の方向が変わらないので、外力を打ち消す力が働いていることになる。この力がコリオリの力である。この力は見かけ上の力である。』
具体的な導出方法は、まず角運動量を時間で微分して、角速度が変わらないと仮定すると
としてトルク τを得る。 それを半径 r で割ることで、コリオリの力 2mωv を導く （v は移動速度、すなわち dr/dt）。 角運動量を増加させるトルクの方向は回転と同じ方向であるから、コリオリの力は回転と反対方向であり、反時計回りの場合は進行方向から90度右向きとなる。
[編集] 現象
地球は東向きに自転している。そのため、低緯度の地点から高緯度の地点に向かって運動している物体には東向き、逆に高緯度の地点から低緯度の地点に向かって運動している物体には西向きの力が働く。北半球では右向き、南半球では左向きの力が働くとも言えるが、緯線に沿って運動している物体には働かない。北極点上空から日本上空へ向かおうとする人工衛星を想像されたい。人工衛星は直進するが、地球は自転しているため、地上にいる観測者には、衛星がアジア大陸方面へ逸れていくように見える。
地球が（ほぼ）球体のため、その大きさは緯度によって異なる。そのため、大砲やロケット、狙撃などの軌道計算にはコリオリの力による補正が必要である。
台風が北半球で反時計回りの渦を巻くのは、風が中心に向かって進む際にコリオリの力を受けるためである。また、大気だけでなく、海流の運動もコリオリの力の影響を受けている。北半球において真北に撃った砲弾が、標的よりもわずかに東（右）にずれることが昔から知られていた。
なお、トイレや浴槽、プールなどに溜まった水を流すと、コリオリの力が働いて、北半球であれば必ず反時計回りに、南半球であれば時計回りに渦を巻くとよくいわれているが、このような小規模の渦ではコリオリの力はほぼ無関係（非常に巨大かつ精密な検査器具を用いて、やっと検知可能となるため）で、台風など地球規模での渦で初めてコリオリの力が働く。もし、そのような小規模な渦にまでコリオリの力が働くのなら、日常生活、たとえば野球などのスポーツにも無視できない影響があるはずだが、実際には投手の投じた球がコリオリの力によって変化球となることはない。地球の大きさから見れば、投手と捕手の距離などはほとんど無視できる程度でしかないからである。トイレや浴槽、プールなどでは栓の形や栓を抜いた瞬間、栓と栓の口との隙間がどこで起き始めたかによって渦の回転方向が決まる。
角速度を測るジャイロ（角速度計）や流量計にも、コリオリの力を利用したものがある。
[編集] 関連項目
