慣性の法則と人工衛星

慣性の法則の例に人工衛星がよく挙げられます。力が働かない、あるいは力が釣り合っていたら等速直線運動をする。　この「直線」という言葉が引っかかります。人工衛星は直線ではなく円（楕円）運動をしているはずです。　慣性の法則の例に人工衛星を取り上げるのはいけないのではないでしょうか。

No.1 ベストアンサー 回答者： bdr 回答日時： 2005/10/05 10:41

人口衛星は等速円運動だと思います

人工衛星は地球からみて、とまって見える理由を「慣性の法則」で説明しているのだと思います
人工衛星の軌道の接線方向には何も力が加わらない為、等速で動きます
但し、地球からの重力(向心力)につりあうものがないため、円運動をします
まっすぐ進んでいるものに横から力を加えれば、進行方向が変わるわけですが、人口衛星の場合、重力(向心力)が継続的に働く為、常に進行方向を変えつづけます(円運動)
なにかしらの理由で地球が消滅してしまったなら、等速直線運動をするはずです

ちなみに私の記憶によると、慣性の法則の説明には人口衛星を例に取り上げてはなかったと思います
人工衛星が例に取り上げられるのは、等速円運動の例として、取り上げられ、その原理を、軌道の接線方向速度を「慣性の法則」、軌道の接線に対し垂直方向の速度を、重力(向心力)による「ニュートンの第2法則」で説明し、結果として重力(向心力)が一定であれば、等速円運動をするという説明だったと思います

この回答へのお礼

ちなみに私の記憶によると、慣性の法則の説明には人口衛星を例に取り上げてはなかったと思います
はい、他の方もお答えになってますが、私の勘違いですね。ということは、この質問自体がナンセンスなものになってしまいます。ありがとうございました。

お礼日時：2005/10/06 16:33

No.4 回答者： tshot 回答日時： 2005/10/05 14:10

アゲアシをとるようで、申し訳ないのですが、

人工衛星は、等速ではないです。また円運動でも
普通はないです。
（質問者さんは知っているようですが）初速が速
ければ双曲線ー放物線になりますし、遅ければ
楕円（特殊解として円）運動になります。
近地点では速度が速くなりますし、遠地点では遅く
なります。
前の回答者さんがおっしゃるように遠心力と重力の
つりあう点を移動してゆきます。
慣性の法則の例に人工衛星を使うのは誤解を招き
やすく良くないと私も考えます。
ニュートンが慣性の法則を惑星運動から考えついた
ことからではないでしょうか？
「最初の一撃は神の手が行った、その後のことは
　数学で説明できる」
といったことを言ったとかいう逸話からでないかと
考えます。

この回答へのお礼

この質問は、ナンセンスでした。でも、勘違いをしていたということがわかったのは、収穫でした。ありがとうございました。

お礼日時：2005/10/06 16:42

No.3 回答者： moby_dick 回答日時： 2005/10/05 11:56

人工衛星の運動は、地球の引力が働いていて円運動（非直線運動）ですから、完全な等速であっても、慣性運動ではありません。

慣性の法則の例に、人工衛星を取り上げるのは正しくありません。

この回答へのお礼

静止とは、０ｍ／ｓでの移動？でもお世話になりましたね。ありがとうございます。

お礼日時：2005/10/06 16:39

No.2 回答者： endlessriver 回答日時： 2005/10/05 11:19

人工衛星には地球の引力という力がかかっています。

したがって等速直線運動できず、常に地球に落下しています。しかし、初速度というか折線方向の速度がちょうど良い大きさなので、地球の丸みにそって回り続けるのです。

人工衛星には地球の引力が働いていますから常に円運動という加速度運動をしています。速度とは速さと方向を持つという定義の意味がここにあります。

速さが同じでも方向が変化すれば加速度が発生しているのです。

ちなみに、人工衛星のたとえ話は、高い山から水平にロケット？を投げると地面に落ちますが発射速度を大きくしていけばどんどん遠くへ落ち、いずれ地球の裏側を回って元の位置を越えていき、人工衛星になると言うものだったと思います。

あと遠心力は回転座標系を座標系をとると発生する力である場合には計算を簡単にすることができます。通常の慣性系で考える力ではありません。

この回答へのお礼

遠心力は小学生でも知っている言葉ですが、その取り扱いは難しいのですよね。　ありがとうございました。

お礼日時：2005/10/06 16:35