(1) 相対的自転
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「 A君とB君は向かい合っています。 その後、A君は反時計回りに1自転しました。 といことは、A君にとってB君は、 自分の方を向いたまま自分の周りを時計回りに1公転したことになります。 ということは、 B君はA君にとって時計回りに1自転したことにもなります。」と言いますと、「 公転したのは解るけども、 自転はしていないと思うわ。 だって、 B君の背中は絶対にA君から見えないんだもの。」という反論が返ってきます。
「 A君は固有の3次元座標系を持っていて、 その原点に存在していて、 360 度の空間すべてを同時に観察することができる。」と考えてください。 A君の座標系からすれば、 B君は常に向きを変化させていますので、 相対的にB君は自転しています。 しかし、B君は同時に公転しているので、 常にA君から自分の背中が見えない位置に移動し続けています。 そういうわけで、 B君はA君にとって相対的に自転しているのです。
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両手でボールペンを持ってください。 ボールペンの先が下を向くように。
反時計回りにボールペンを軸回転( 軸型自転 )させてください。
それを続けながら、 ボールペンを逆さにしてください。
すると、 ボールペンは時計回りになります。
ボールペンの頭が見えるようにして逆さにすると、 比較的遅い時点で回転方向が変わります。
ボールペンの軸型自転を回転ベクトル( 右ネジの法則に従う矢印 )で表すと、
その回転ベクトルの向きが反転するのです。
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レコード盤の上にボールペンを置きます。
ボールペンの中央がレコードの中心に位置するように。
レコードを1回転させます。
すると、 ボールペンは1回 プロペラ型自転 をします。
レコード盤の上にボールペンを置きます。
ボールペンの先がレコードの中心を向くように。
レコードを1回転させます。
すると、 ボールペンはレコードの中心を中心に1回公転をします。
と同時に、 ボールペンは1回 プロペラ型自転 をします。
レコード盤の上にボールペンを垂直に立てて固定します。
ボールペンの先を下にして。
レコードを回転させます。 反時計回りに角速度の大きさ ω で。
すると、 ボールペンはレコードの中心を中心に公転をします。 反時計回りに角速度の大きさ ω で。
と同時に、 ボールペンは軸型自転をします。 反時計回りに角速度の大きさ ω で。
レコード盤の上にボールペンを斜め45度に倒して固定します。
ボールペンの先を下に、 頭がレコードの中心を通る垂線を向くようにして。
レコードを回転させます。 反時計回りに角速度の大きさ ω で。
すると、 ボールペンはレコードの中心を中心に公転をします。 反時計回りに角速度の大きさ ω で。
と同時に、 ボールペンは軸型自転をします。 反時計回りに角速度の大きさ
で。と同時に、 ボールペンはプロペラ型自転をします。 反時計回りに角速度の大きさ
で。
最後の部分は非常に分かりにくいと思います。 その理由を知りたい方は、 次の論文を見てください。
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