地学実験及び同実験法
第6回:実験これからの予定
前回の課題
15:00
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南北風の変化と最高気温
南北風移動平均グラフ
もとデータ,20分移動平均,1時間移動平均重ね
気づいたことをメモしておく
14:30
最高気温出現時刻
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北風2m/s出現
北風変化最大
14:00
「南北風の変化と最高気温」のグラフ
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13:30
13:00
気づいたことをメモしておく
特に、最高気温の出る時刻は北風の強化と関係
が深いといえるかどうかについてひと言
12:30
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12:00
9:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
風速変化時刻
15:00
16:00
17:00
18:00
次回からの予定
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12/7
実験①:フーコーの振り子実験
12/14 実験②:傾圧不安定波動実験
12/21 実験③:フラスコ中の雲実験
1/11
観測①:温度計展開
1/18
観測②:パイバル観測・温度計回収
1/25
観測③:結果の解析
雨の時のための予備:実験④:エクマン螺旋
実験の予定について
① フーコーの振り子実験
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回転の検出の方法(ミニチュア版)
② 傾圧不安定波動実験
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高低気圧の再現
③ フラスコ中の雲実験
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断熱圧縮・膨張と凝結
④ エクマン螺旋実験(予備)

風による海面付近の流れの形成
集合は共同実験室

実験の手順
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
いくつか実験背景の解説をする(20分くらい)
実演解説・グループ実験・データを取る
レポート作成・提出について
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

グループごと(各個人の貢献率を明示して下さい)
翌週まで・メール提出OK
喧嘩にならないよう
Wordファイル or Webページ
公正に
自由に使えるスペー
スを来週提示
班分けをします

3つに分かれます
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
5人または6人になると思います
グループ実験について


実験・レポート作成を協力して行う
レポートには各個人の貢献率を明示してください
実験作業・レポート作成作業・アイディアの面から
 比で表すのが楽? 1:2:1:3:2:2 とか
 喧嘩にならないように公正に

実験①:フーコーの振り子実験
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地球上にいる我々と星空
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
円形の台の上にいる我々と回る風景
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星空が回っているのか・地球が回っているのか
風景が回っているのか・自分が回っているのか
地球の回転を検出する実験
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回転する台の上で仮想的に実施する
実験②:傾圧不安定波動実験
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回転する台の上に中緯度大気を再現
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

真ん中に氷水・外側に温水で温度差をつくる
台の回転を地球の回転にみたてる
中緯度の流れが再現される
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
偏西風が流れはじめる
偏西風が波打ち、高低気圧が現れる
実験③:フラスコ中の雲実験
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フラスコ中に雲を再現する
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


断熱圧縮・膨張による昇温・降温
降温にともなう雲の生成
湿度変化・温度変化を記録する
大気の状態変化を実測してみる

気圧・気温・湿度の変化が予想通りか?
実験④:エクマン螺旋実験
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海面を渡る風がつくる海水中の流れ



インクを用いた可視化
風の応力・コリオリ力がつくる不思議な流れ
予備の実験(1月・雨が降ったときのため)
回転台はこういう感じ
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台は右回りに回転
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
スイッチで動く
台は簡単にとれます
台のスピード調節
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電池直列2個→速い
電池1個→遅い
配線の変更方法
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端子を外して入れ替える
台
回転台の回転角速度
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角速度 W の計算
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
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x 回転(2px [rad] の回転)をする時間 t [s]
回転角速度:W=2px/t [rad/s]
回転台と地球の角速度は?

1
3分間(180[s])に何回転するか数えてみましょう
乾電池1個の場合:[
 乾電池2個の場合:[
 地球の場合:角速度[

回転]→角速度[
rad/s]
回転]→角速度[
rad/s]
rad/s](1日1回転とする)
回転台の周期(1日の長さ)
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角速度 W [rad/s] と周期 T [s] の関係
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
T=2p/W
回転台の周期(=1日の長さ)は?
乾電池1個の場合:角速度[
 乾電池2個の場合:角速度[
 地球の場合:1日=[
s]

2

rad/s]→1日=[
rad/s]→1日=[
s]
s]
長さ l=5 [cm] の振り子の周期 t [s](=2p sqrt(l/g))
を求めて、回転台の周期との比を求めて下さい。
ただし、g=9.8 [m/s2] は重力加速度。
回転台の大きさ(半径)

3
回転台の半径 R [m] を測ってみましょう


回転台の半径[
地球の半径[
m]
m](6400kmとする)
回転台と物体の速度

地球の場合、偏西風の速度 U [m/s] (=50 [m/s] と
する) と角速度 W [rad/s]、半径 R [m]から計算され
る回転の速度スケール(RW)の関係は、


4
U/(RW)=??
回転台の上でも同じ比率になるためには、 回転台
上の偏西風の代表的な流速 U は、どれくらいにな
るか?
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
乾電池1個の場合:U=[
乾電池2個の場合:U=[
mm/s]
mm/s]
今日のファイル置き場
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ファイル置き場:
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http://www.s.osakagu.ac.jp/staff/terao/edu/kpu/2006/06/files.html
自分のパソコンにダウンロードしてから見る
今日の課題
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上記4つの課題 1 ~ 4 に答えてください
今日は手書きでもいいです
次回「フーコーの振り子実験」
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フーコーの振り子実験
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回転する世界に中の者が気づくには
地球上での実験について(解説のみ)
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