両手でボールペンを持って、 ボールペンの先を下に向けます。 指の先を使って、 ボールペンの縦軸を中心にボールペンを反時計回りに自転させてください。 その回転を続けたまま、 ボールペンを水平にし、 ボールペンの頭が真正面に見えるようにしてください。 やはり、 ボールペンは反時計回りに回転していますね。 では続いて、 ボールペンを反時計回りに回転させたまま、 逆立ちさせてください。 いかがですか。 ボールペンは時計回りの回転に変わりましたね。
では、 最初に戻ってください。 今度は、 ボールペンを反時計回りに回転させたまま、 ボールペンを寝かせて行き、 ボールペンの先が真正面に見えるようにしてください。 いかがですか。 早速、 ボールペンは時計回りの回転に変わりましたね。
このように、 回転の方向は、 観察のされ方によって変わってくる相対的なものなのです。
この理屈からしますと、 南半球にいる人たちは、 太陽が西から登って東に沈みそうです。 でも、 実際は違います。 南緯45度の地点にいる人は、 太陽を北の方向に見ています。 太陽は右手側から登って、 反時計回りに回って、 左手側に沈んでいきます。 右手側は東で、 左手側は西です。 北緯45度の地点にいる人は、 太陽を南の方向に見ています。 太陽は左手側から登って、 時計回りに回って、 右手側に沈んでいきます。 左手側は東で、 右手側は西です。 北半球と南半球での太陽の相対的公転の違いは、 東西の違いではなく、 回転方向と左右の違いなのです。 その理由は、 北半球の太陽の観察者と南半球の太陽の観察者は向き合っているからです。 きっと時計は北半球に住んでいる人が発明したんでしょうね。 では、 最後に御三唱下さい。「 それでいいのだ。 それでいいのだ。 それでいいのだ。」どうもありがとうございました。
「 左手側から登ったお日様が右手側に沈む。」という北半球の常識に対して、バカボンのパパが歌う「 右手側から登ったお日様が左手側に沈む。」は「 それでいいのだ!」
コラム: 今の回転を反転させる方法は2つある
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第1の方法は、回転を妨げる力のモーメントを加え続けて今の回転速度を次第に遅くしていき、反回転になっても同じ回転速度の大きさになるまで力のモーメントを加え続けることです。
第2の方法は、回転速度の大きさを保ったまま、回転軸を 180 度 回転させて回転ベクトル( 角速度ベクトル )の向きを反転させることです。
回転という現象は、角速度ベクトル や それに慣性モーメントをかけた角運動量 で表されます。また、回転には自転と公転があります。また、速度と同様、回転にも観察者の回転を差し引いた相対的回転があります。
※ 参照: 大学生のための物理学 > 剛体力学 > 自転公転の相対法則
太陽は、北半球でも南半球でも東から西へ向かって相対的公転をしています。9時〜15時の間の太陽の動きを観察するときに、北半球では南を向くことが多いですし、南半球では北を向くことが多いです。したがって、北半球では太陽は左から右へと時計回りをしていると思われており、南半球では太陽は右から左へと反時計回りをしていると思われています。
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