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トイレを流すとき、水はどちら向きに渦を巻きますか?北半球の人は、地球の自転のせいで水は反時計回りに渦を巻いていると言うかもしれません。しかし、地球の自転が水洗時の水の渦巻き方を左右するという考えは迷信であることが判明した。水が左右に渦を巻くのは、トイレの位置ではなく、トイレのデザインです。
しかし、トイレは赤道の南では時計回りに、北では反時計回りに渦を巻いているという概念は、社会通念と大衆文化の中に生き続けています。このよくある誤解は理解できます。地球の自転が、コリオリ効果として知られる現象を通じて、大気と水の大規模な循環に影響を与えることはよく知られています。コリオリ効果は、風速と風向に影響を与え、海流を生み出す力の 1 つです。 北半球の風や海流が南半球とは逆方向に流れるのはこのためです。実験では、流し台やトイレなどの小規模なシステムにも同様の効果があることが判明していますが、小規模なシステムに対する効果は弱く、他の要因によって簡単に圧倒されてしまいます。
風が曲がって見える理由
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1835 年にフランスの数学者ギュスターヴ ガスパール ド コリオリによって初めて説明されたコリオリ効果は、長距離を移動する物体の経路が曲がって見える原因となります。この効果は、緯度が異なると地表の線速度が異なるために発生します。惑星全体の角速度は同じで、1 回転するのに 24 時間かかります。ただし、地球の直径は赤道から極まで大きく異なります。これは、極付近では時速 1 マイルの数分の 1 マイル、赤道では時速 1,000 マイル以上の線速度に相当します。
この回転速度の違いにより、真東でも西でもない直線で移動するものの経路に偏向が生じます。まっすぐな道は、北半球では右に曲がり、南半球では左に曲がります。これが、ハリケーンに半球に応じて反時計回りまたは時計回りの特徴を与えるものです。ただし、この力はハリケーンに大きな影響を与えますが、コリオリの力自体は弱いです。力は高緯度で高く、赤道付近では低くなりますが、中緯度ではコリオリ効果が重力の約 1,000 万分の 1 になります。
デザインは地理を圧倒します
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コリオリ力の強さは、大きなスケールで最も顕著であることを意味します。ただし、シンク、浴槽、トイレなどの小規模なシステムには影響がないという意味ではありません。 1962 年、アッシャー シャピロという MIT の研究者は、コリオリの力がより小さなシステムにどのような影響を与えるかを調べる実験を実施しました。彼は大きな浅い皿に水を満たし、北半球で予想されるものとは逆に時計回りに渦を巻きました。次に、皿を24時間休ませて動きを遅くし、気流が水の動きに影響を与えないように皿をプラスチックで覆った後、皿の底にある穴の栓を抜きました。彼は、最初は回転せずに水が排出されたが、時間の経過とともにわずかに反時計回りに回転することを発見しました。オーストラリアで繰り返された実験では、南半球でも同様ではあるが逆の効果が見られました。
では、これほど小さな影響しかないのに、水がこのように渦を巻く原因は何でしょうか?トイレには便器の縁の下にリムジェットと呼ばれる小さな穴があります。これらの穴は、洗浄サイクル中に水が旋回するように角度が付けられており、洗浄をより効果的にします。トイレが地球上のどこにあるかに関係なく、トイレの水はリムジェットが向いている方向に渦を巻きます。コリオリ効果は天気や気候の分野では有名ですが、バスルームにおいてはデザインが最も重要です。
