今日は、これまでぼちぼちとしかやってこなかった、地学に1日真剣に取り組んでみようと言う日だった。
「センサー地学」をいつもの以上の気合でやろうとしていた。ただ、フーコーの振り子のところで引っかかって、数時間時間をロスした(ロスというべきではないかもしれないが)。
フーコーの振り子では、1日の回転角と緯度について、
δ=360度×sin(緯度)
という式が出てくる。直感的に、地球が回転しているのだから、当然、そうなるだろうというくらいにしか考えていなかった。が、ちょっと真面目に考えてみようと思った。
つまり自分の考えでは、振り子は、宇宙から見た絶対座標で動いていて、それを見ている人は、地球のその位置の座標系で見ているという図式になると思った。
そこで、絶対座標の中に地球をおいて、地球上のある緯度、経度にいる人の目の前にある振り子の振動面がどう変わっていくのか、を見ればいいと思っていた。
したがって元の位置の振動面は、絶対座標では変わらず、見ている人のあるべき振動面とのなす角を求めればいいのではないか。
東大数学の出題者が愛好する、空間座標、空間図形の問題だから、つい真面目に考えてみようと思って計算した。
以下のように計算した。ベクトルの内積を使って解いた。
結果として、赤道上と北極での結論が正しかったので、これでいいかなと思ったら、ダメだった。
何がダメなのか、この考え方では、振り子の支点が地球の回転とともに動いていることを考慮できていないのだ。
結局、ネット上で調べると、振り子の運動方程式を立てなければいけないようだ。確かに、支点が動くことは、運動に影響を与える。
それまでの自分の認識を変えなければならないことに気づいた点では、有意義な三時間だったのかもしれない。(泣)
またいつか真面目に考えてみよう。

