潮汐について述べた文として最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。
- ア 潮汐を起こす力（起潮力）は、太陽によるものの方が月によるものより大きい。
- イ 満潮と干潮は、ふつう 1 日にほぼ 1 回ずつ起こる。
- ウ 満潮の時刻は、毎日約 50 分ずつ早くなっていく。
- エ 新月や満月のころは、月と太陽による起潮力が同じ方向に重なり合い、干満の差が大きい大潮になる。
- オ 上弦や下弦のころは、太陽・地球・月がほぼ一直線に並ぶため、干満の差が小さい小潮になる。
潮汐
潮汐が主に月と太陽の引力（起潮力）によって起こり、満潮・干潮が 1 日にほぼ 2 回ずつ約 50 分ずつ遅れて起こること、新月・満月のころに大潮、上弦・下弦のころに小潮になることを説明できる
前提
- 万有引力の法則 （高校物理 円運動・単振動・万有引力（知識））
- 月の満ち欠けと日食・月食 （中学理科 地学分野の用語と知識）
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- 万有引力の法則 （高校物理 円運動・単振動・万有引力（知識））
- 太陽の日周運動と季節の変化 （中学理科 地学分野の用語と知識）
- 月の満ち欠けと日食・月食 （中学理科 地学分野の用語と知識）
説明
海面が 1 日のうちにゆっくり高くなったり低くなったりする現象を潮汐といい、海面が最も高くなるときを満潮、最も低くなるときを干潮といいます。この技能では、潮汐が主に月と太陽の引力によって起こるしくみ、満潮・干潮が 1 日にほぼ 2 回ずつ起こって毎日約 50 分ずつ遅れること、月の満ち欠けと大潮・小潮の関係を整理します。これらについて述べた文の正誤を判定できるようになります。
なぜそうしてよいのか
万有引力は距離の 2 乗に反比例するので、月が地球におよぼす引力は、月に近い側の海水ほど強く、遠い側の海水ほど弱くなります。地球全体（地球の中心）は、その平均的な引力で月のほうへ引かれて動いています。そこで、地球の中心から見ると、月に近い側の海水は地球の中心よりも強く引かれて月のほうへ引き出され、月と反対側の海水は地球の中心よりも弱く引かれるので、取り残されるように月と反対のほうへ出っ張ります。この、各点での引力と地球の中心での引力との差による力を起潮力といいます。こうして海面は、月に面した側と、その反対側の 2 か所で盛り上がります。
地球は自転しているので、ある地点はこの 2 つの盛り上がりの下を 1 日にほぼ 2 回ずつ通ります。そのため満潮と干潮は 1 日にほぼ 2 回ずつ起こります。ただし月は公転によって東へ進むので、月が南中してから次に南中するまでは約 24 時間 50 分かかります。そのため満潮・干潮の時刻は 1 日に約 50 分ずつ遅れ、満潮から次の満潮まではその半分の約 12 時間 25 分になります。
太陽も同じように起潮力をおよぼします。太陽が地球を引く力そのものは月よりはるかに大きいのですが、太陽はとても遠いので、地球の月側と反対側での引力の差は小さく、太陽による起潮力は月による起潮力の半分くらいです。新月や満月のころは、太陽・地球・月がほぼ一直線に並ぶので、2 つの起潮力が同じ向きにそろって強め合い、満潮と干潮の差が大きい大潮になります。上弦や下弦のころは、太陽と月の方向が地球から見て約 ずれるので、起潮力が打ち消し合い、満潮と干潮の差が小さい小潮になります。
手順
文が何について述べているか（起潮力の原因・満潮と干潮の回数や時刻・大潮と小潮）を見分ける。
起潮力についての文なら、引力そのものではなく引力の差によって起こり、月による起潮力が太陽によるものより大きいことと照らし合わせる。
満潮・干潮の回数や時刻についての文なら、海面は月側と反対側の 2 か所で盛り上がるので 1 日にほぼ 2 回ずつ起こり、時刻は 1 日に約 50 分ずつ遅れることと照らし合わせる。
大潮・小潮についての文なら、月の形から太陽・地球・月の位置関係を考え、一直線（新月・満月）なら大潮、直角（上弦・下弦）なら小潮と判断する。
例題
潮汐について述べた文として最も適当なものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。
ア 太陽が地球を引く力は月が地球を引く力よりも大きいので、潮汐を起こす力も太陽によるもののほうが大きい。
イ 満潮は地球の月に面した側だけで起こり、月と反対側の地点ではそのとき干潮になっている。
ウ 上弦の月のころは、月と太陽による潮汐を起こす力が強め合うので、大潮になる。
エ 満潮から次の満潮まではおよそ 12 時間 25 分で、満潮の時刻は 1 日に約 50 分ずつ遅れていく。
例題の解答
手順 1・2: アは起潮力の原因についての文。起潮力は引力そのものではなく、地球の場所による引力の差で決まる。太陽は遠いので引力の差が小さく、太陽による起潮力は月によるものの半分くらいである。アは誤り。
手順 3: イは満潮が起こる場所についての文。海面は月に面した側と、その反対側の 2 か所で盛り上がるので、月と反対側でも満潮になる。イは誤り。
手順 4: ウは大潮・小潮についての文。上弦のころは、地球から見て太陽と月の方向が約 ずれていて、起潮力が打ち消し合うので小潮になる。ウは誤り。
手順 3: エは満潮の時刻についての文。月の南中の間隔は約 24 時間 50 分で、満潮はその間に 2 回起こるので間隔は約 12 時間 25 分、時刻は 1 日に約 50 分ずつ遅れる。エは正しい。
よって最も適当なのはエ。
答え: エ
よくある誤り
太陽の引力は月よりはるかに大きいので、潮汐も太陽の影響が最も大きいと考えてしまう誤り。潮汐を起こすのは引力の差で、遠い太陽では地球の両側の引力の差が小さいので、正しくは月による起潮力のほうが大きい（太陽によるものは月の半分くらい）。
海面は月に面した側だけで盛り上がるので、満潮は 1 日に 1 回だと考えてしまう誤り。正しくは月と反対側でも盛り上がるので、満潮・干潮は 1 日にほぼ 2 回ずつ起こる。
満月のころは月と太陽が地球の反対側にあるので起潮力が打ち消し合い、小潮になると考えてしまう誤り。起潮力は天体の側と反対側の両方で海面を盛り上げるので、太陽・地球・月が一直線に並ぶ新月・満月のころはどちらも強め合い、正しくは大潮になる。
満潮の時刻が毎日同じ時刻に起こると考えてしまう誤り。月は公転で東へ進み、南中の間隔が約 24 時間 50 分なので、正しくは満潮の時刻は 1 日に約 50 分ずつ遅れる。
この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。
入口の問題
この技能の次に学べること
- 月の南中の間隔と潮汐の周期 （高校地学 海洋）