「波はなぜ起きるの？」波の仕組みを子供に教える時はどう伝える？

「波って何で起きるの？」

この疑問に正確に答えられますか？私は確か引力がどうとか・・・という記憶はあるのですが実際詳しく知りません。

子供にそんな質問された時に「そうだねー不思議だね」で誤魔化したくないですよね。しっかり答えてあげたいものです。

今回は波ってなんで起こるのか？仕組みを調べてみました。

波が起きる仕組みは引力？風？

波の発生の理由はスケールが大きいのですが、恒常的に見られる波に関しては、主なものとして2つが挙げられます。

1つが月の引力によるもの、そして、もう1つが風によるものです。

月には質量があって、別の質量のあるものと見えない力で引き合っているのです。これを万有引力と言いますが、聞いたことがあるのはないかと思います。

月は宇宙空間に飛び出すことなく、地球の周りを回っていることができるのも万有引力のおかげなのです。月の引力の凄さが分かると思います。

そして潮の満ち引きも月の引力が引き起こしているのです。海の水にも質量があるからです。毎日繰り返される満ち引きのよる海の動きが、海面において波になっているのです。

それから、偏西風や貿易風のように、地球上には恒常的に吹いている風があります。

地球は自転しているために、コリオリの力が働いて北半球では風が右向きになり、逆に、南半球では風が左向きになります。

そのため北半球では、中緯度高圧帯から吹き出た偏西風が西から東に、貿易風が東から西に吹いているのです。

このような風によって海面が風の摩擦で擦られて、波は発生するのです。

ちなみに磯波はとても波が高くなっています。これは沿岸では海底が浅いために、海底との間に摩擦が生じて波の速度が遅くなります。

そして、その分のエネルギーが高さへと割り当てられて、海岸線の波は高くなっているのです。

以上より、波が起こる仕組みは、月の引力と地球の風であることが分かりました。

実は池や湖でも小さな波は起きているというのが正解です。

池や湖も、海と同じように水で満たされています。一見すると池や湖では波が起きていないようにも見えますが恒常的に波が起きているのです。

池や湖は海に比べれば水の量はほとんどないようなレベルです。そのため池や湖の水全体の質量は、地球規模からすればほとんどないのに等しいことになり、月との万有引力も限定的となって、池や湖の満ち引きは実質的にないと言えます。

従って、池や湖で波が起こる仕組みは、月の引力によるものではありません。

実際、池や湖で波のような現象が起こる原因は風によるものなのです。風が吹いた際の水面の摩擦によって波が発生しています。

しかし水量が海に比べて少ないため、磯波のように大きな波は起こりません。それでも琵琶湖のように大きな湖になると、それなりの波が起きています。

以上より、池や湖でも海ほどではありませんが、風の影響で波が起きていることが分かりました。

子供は、教育の初期段階であるために、基礎知識が十分ではないだけではなく、応用力も未発達であると言えます。

そのため私がここまで説明したような科学的に物事を説明したとしても、その根拠となる定理や法則が理解できていないため、本質を分かるのは難しいと思われます。

そこで、万有引力や摩擦という科学的な言葉を使わないで説明する必要があります。以下のような説明はどうでしょうか。

熱くてそのままでは飲めないスープを冷ますために、フーフーと息を吹き掛けると、波みたいのができるよね？これと同じことが海でも起きていて、海の上を吹いている風が波を起こしているんだよ。

こんな感じで説明すれば子供も納得するんではないでしょうか？