地球はすごい速さで回っているのに、ジャンプしても同じ場所に落ちるのはなぜ？
― 私たちも空気も、はじめから地球と一緒に動いています

地球は1日に1回まわっています。東京のあたりでも、その速さは時速1300kmを超えるとされています。旅客機よりずっと速い計算です。それなら、その場でぴょんと軽くとび上がったあいだに、地面はずいぶん先へ進んでしまうはずではないでしょうか。ところが私たちは、いつも同じ場所に落ちます。この「子どものころに一度は思いつく疑問」には、はっきりした答えがあります。

理由は、大きく2つです

この2つを順番に見ていきます。とくに1つ目は、大人が説明を省略してしまいがちなところです。

① とび上がる前から、あなたは秒速375メートルで動いています

地球の1周は約4万kmです。それを24時間でまわるので、赤道の上では時速1670kmほどになります。東京は赤道より北にあるので、まわる輪が小さくなり、時速1350kmほどとされています。秒速になおすと375mです。

ここが肝心です。あなたは、いま座ったままでも、その速さで横に動いています。ジャンプで地面を離れても、この横向きの速さは消えません。物には、それまでの動きを続けようとする性質があるからです。これを慣性といいます。

図1を見てください。左は「もし地面を離れた瞬間に横向きの速さが消えたら」という、想像上の話です。0.5秒のジャンプでも、着地するころには188mも後ろにずれてしまいます。右が実際に起きていることです。体も地面も同じ速さで進むので、差はゼロのままです。

② 空気だけが取り残されていたら、どうなるか

「体は慣性で動くとしても、空気に押し戻されるのでは」と考えた人もいるかもしれません。鋭い疑問です。

もし大気だけが回らずに取り残されていたら、地上はつねに秒速375mの向かい風にさらされることになります。台風の最大風速でも秒速60m前後ですから、けた違いです。地上の建物も木も、とうに残っていないはずです。

実際には、大気は地球と一緒に回っています。地面とのすれ合いや、山にぶつかることを通じて、長い時間のあいだに地球の回転へ引きずられてそろったのだと考えられています。だから私たちが感じる風は、気圧の差で生まれる「地球の回転からのわずかなずれ」の分だけなのです。

まとめ

ジャンプしても同じ場所に落ちるのは、地球の回転が遅いからではありません。むしろ猛烈に速いのに、あなたも、地面も、空気も、まったく同じ速さで動いているからです。速さの「差」がなければ、どれだけ速く動いていても、動いていることに気づけません。

速く動いていること自体は、感じられません。
感じられるのは、速さの「差」だけです。

同じ考え方は、いろいろな場面に顔を出します。回転しているからこそ生まれるわずかなずれは台風の渦とコリオリの力の記事で扱っています。走っているときだけ倒れない不思議は自転車が倒れない理由へ。急ブレーキで体が前に投げ出される話はシートベルトがロックするしくみもあわせてどうぞ。

※本記事は一般向けの科学解説です。掲載した数値は、しくみを理解するための目安・概算です。乗り物の中で体を動かすときは、周囲の人や揺れに十分注意し、乗務員や施設の指示に従ってください。