beso さんの書込 (2009/08/09(Sun) 01:29)

はじめまして．

社会人ですが，ある時ふと，コマがなぜ歳差運動するのか， ということに興味を持ち，独学で本を読んだり， 地球ゴマで実験したりしています．

今回投稿させていただいたのは，以下の実験結果が 理解できなかったからです．

・地球ゴマの軸が水平になるようにして両側の軸受を船に固定する． ・地球ゴマを回転させ，船を水に静かに浮かべると，船が動き出す． ・動き方は，ゆっくりと（数十cm / min），等速？で動く． （目で確認しただけなので，等速ではないかもしれません．）

以下のURLに，説明図をアップしました． 地球ゴマの回転方向と船の移動方向は，図を見てください．

• http://x.upup.be/?7fCrM7k3sB

理解できない点は，

・軸受A, Bにおける地球ゴマの力のモーメントは，0である （地球ゴマが受ける重力は，軸受において船からの反作用でつりあっている． また，地球ゴマの各質点が受ける向心力は，回転中心（重心）Oでの合力が0になる．） ・にもかかわらず，船は動く

ということです．

他に考えられる可能性として，コリオリの力 を考えましたが，やはり説明がつきませんでした．

もしかしたら，非常に簡単なことかもしれませんが， 今の私にはどうしても理解できません． どうぞご教授ください．

以下の参考書を読んで勉強しています． 『こまはなぜ倒れないか』 安井久一著 共立出版株式会社

以上，よろしくお願いいたします．

mNeji さんのレス (2009/08/09(Sun) 09:03)

besoさん，初めまして．興味深い現象ですね．

幾つか質問させて下さい；

（１）図に在る様に，コマの回転と船の進行方向は間違えないですね？

（２）仮にコマの回転が無い時に船が水平としたら，コマの回転にともなって船の進行方向のラインは水平から変化しますか？

（３）コマと軸受けの間の条件を変えたら，船の速さは変わるでしょうか？

質問ばかりでご免なさい．

toorisugari no Hiro さんのレス (2009/08/09(Sun) 13:13)

実験の状況がよく分かりませんので，不正確なことをいいますが，空気抵抗ではないですかね．

コマ上部は大気に解放されているので，コマに引きづられて，空気が後方に動きます． コマ下部は逆に空気が前方に動くので，本来なら釣り合うはずですが，船の表面の摩擦があるため，流れが発達せず，バランスが崩れる．

ともかく，この手の実験では軸の摩擦や空気抵抗も考えないといけません．

yama さんのレス (2009/08/09(Sun) 14:22)

私も空気抵抗が関係しているのではないかと思います． 全体を箱の中に入れて密閉した状態で水に浮かべてみてはいかがでしょうか？

beso さんのレス (2009/08/09(Sun) 18:20)

besoです．

早速の返答ありがとうございます． 以下に皆さんのコメントに対して返答します．

mNejiさん

（１）図に在る様に，コマの回転と船の進行方向は間違えないですね？ ⇒間違いありません．

（２）仮にコマの回転が無い時に船が水平としたら，コマの回転にともなって船の進行方向のラインは水平から変化しますか？ ⇒すみません，質問の内容がよくわかりません． 「船の進行方向のライン」とは，図の青の矢印の向きのことでしょうか？ 進行方向が直線かどうか，という意味でしょうか？

（３）コマと軸受けの間の条件を変えたら，船の速さは変わるでしょうか？ ⇒おっしゃりたいことは，例えば，図のOA（とOB）の長さを変えたらどうなるか，ということですよね．

残念ながら，OA，OBの長さを変えるのは簡単ではありません． 図は簡略化してありますが，現物はタイガー商会の地球ゴマを使っていますので， 軸受と円板部との距離が決まっています．

また，回転方法は，紐を巻きつけて回転させるという単純な方法ですので，回転数が試験の度に変わります． OA，OBの長さ以前に試験条件が毎回変わります・・・

ですが，現象は再現します．（船の速さは何とも言えません）

toorisugari no Hiroさん，yamaさん なるほど，空気抵抗ですか．流体力学については全く無知なので，気づきませんでした．

yamaさんのおっしゃる通り，全体を密閉させてやってみようと思います．

実は，実験装置（地球ゴマを除く）を一度捨ててしまったので，もう一度作り直さないといけません． （とは言っても，非常にショボイので，材料さえ揃えばすぐに作れますけど．）

実験結果が出れば，報告させていただきます．しばしお待ちください．

mNeji さんのレス (2009/08/09(Sun) 20:19)

besoさん，

＞（１）図に在る様に，コマの回転と船の進行方向は間違えないですね？ ＞⇒間違いありません．

了解です．この際，まず実験条件を公開して，実験結果も簡単に整理して公開していた方が良いと思います．此れだけでも，有意義だと思います．

＞⇒すみません，質問の内容がよくわかりません．

これは計測が難しいと思うので，質問を撤回します．

＞OA，OBの長さ以前に試験条件が毎回変わります・・・ ＞ですが，現象は再現します．（船の速さは何とも言えません）

地球ゴマの弱点は回転数を一定に保持出来ないことですが...．なにか工夫出来るといいですね．でも「現象は再現します．」は強いです．

＞yamaさんのおっしゃる通り，全体を密閉させてやってみようと思います．

私は，それでも動くような気がします．