地球を周回する衛生の運動について、次の問いに答えよ。ただし、万有引力定数をG、地球の質量をMとする。
(1)図の破線のように、衛生が半径Rの円軌道上を運動するとき、衛星の加速度の向きと大きさを求めよ。また、そのときの衛星の速さv0と周期T0を求めよ。
(2)(1)の状態から衛星を進行方向に加速すると、衛星は楕円軌道に沿って周回するか、無限遠方に飛び去る。衛星が周回運動するための、加速直後の速さvに対する条件を求めよ。
(3)衛星が図のような楕円軌道を描いているとき、地球に最も近い点Pでの速さをvp、地球から最も離れた点Qにおける速さをvqとして、vq/vpの値を求めよ。ただし、地球の中心をOとしたとき、|OP|=R,|OQ|=3Rとする。
(4)vpを求めよ。
(5)衛生が図のような楕円軌道を描いているときの周期TをT0を用いて表せ。
解き方と答えを教えてください。
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