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まわれまわれぐるぐる回れ  

category: 雑記 tag: コマ 
コマはどうして回転している間は倒れないのでしょうか?
高速で回転していると目が回ってどちらに倒れたらいいのかわからなくなるからでしょうか。

ところで、みなさんも子供の頃遊んだと思います。地球ゴマ。ペン先だろうと糸の上だろうとお構いなしに安定して回るあれです。

地球ゴマを回転させた状態で手に持つとなんとも言えない不思議な力を感じます。
あの奇妙な感じ何かに似ていると思ったらリストボールですね。まったく同じ力です。
実はこの不思議な力のお陰でコマは回転してるときに倒れないのです。

以下の図は回転しているコマを模式的に表したものだと思って下さい(分かりづらくて申し訳ないです)。
図のA点に力を加えるとB点の運動方向が変化しようとしてしまいます。
しかし、慣性の法則にあるように運動し続けている物体はその運動を保とうとします。
結果的にB点の運動方向が「ずれ」ないように「反作用」が働きます。
つまりA点に加えられた力は90度ずれたB点に作用するのです。そしてB点に働いた力もまた90度ずれて作用し…と同様にずれ続けるためコマは倒れることがないのです。
このような現象をジャイロ効果と呼びます。
自転車が倒れないのもジャイロ効果が寄与しています。

ジャイロ


僕の説明はあやしいので、詳しい説明は以下のサイトが分かりやすいです。
もっと簡単なジャイロ効果

以前、地球ゴマで遊んでいたとき、いちいち糸で巻いて回すのが面倒になってモーターを無理やり取り付けたことがあります。こんなかんじです↓

地球ゴマ

かなり不恰好ですが、動かしてみたのが以下の動画です。



動画の一分ほどのところで糸に吊るして地球ゴマを地面に対して水平にしています(つまり横向き)。
コマが回転していない状態では当然重力に引っ張られて吊り下がってしまいます。
しかし、コマが回転している状態ではそのままの姿勢を維持しながら糸を軸に回転をはじめます。
これは先ほど説明したジャイロ効果によるものです。

ジャイロ2


ところでこれ、宇宙で同じように地球ゴマを回したらどうなるんだろうと思いませんか?
結構面白いことになるんじゃないかとしばらく考えていたんですが、別に何のことはない、
重力の影響がない分、より安定して回転するだけだと気づきました。そりゃまあそうか。
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