物理の問題です。 ケプラーの第二法則についてです。 衛星は円運動をしていました。 「衛星の運動方向と

物理の問題です。
ケプラーの第二法則についてです。


衛星は円運動をしていました。
「衛星の運動方向と逆向きに人工衛星のロケットをごく短時間噴射して減速し、衛星を地球に帰還させる。このとき、人工衛星が地球に帰還するときの運動方向が地球の接線方向となるようにするためには地球に帰還したときの速さvは減速直後の衛星の速さv0の何倍になるか？」


という問題について、

1.まず、衛星と人工衛星という言葉がごっちゃになっていてこんがらがったんですけど、
地球に帰還するのは飛ばしたロケットではなく、もともと円運動してた衛星ですよね？

2.そしてこの場合、ロケットはただの逆噴射したガスみたいな感じで捉えてしまっていいのでしょうか？


3.そして、回答ではケプラーの第二法則を使っていたのですが、逆噴射することで質量が変わったりしてしまってると思うのですが、それでもこの公式は使っていいんですか？


多くなりましたが三つお答えいただけるとありがたいです。

No.3 回答者： puyo3155 回答日時： 2021/12/28 20:58

＞ありがとうございます。

質量が無視できるのに軌道は変わるのはなぜですか？

円運動をしていた。
そのときの遠心力と、重力が釣り合っていた。
速度が落ちれば、遠心力が失われ、
重力にひかれて、軌道が変わり、人工衛星は落下する

ということです。このとき、厳密に言えば、ロケットを噴射した分、質量が減って、その分重力も、遠心力も変化しますが、この問題では、減速したスピードによる、遠心力と重力の、せめぎあいの効果を見たいので、無視しましょう。実際計算しても、影響力の大きさから無視しても、実際の振る舞いと、ほぼ同じ結果が得られるよ・・・・ってことです。

No.2 回答者： puyo3155 回答日時： 2021/12/28 20:34

1.まず、衛星と人工衛星という言葉がごっちゃになっていてこんがらがったんですけど、地球に帰還するのは飛ばしたロケットではなく、もともと円運動してた衛星ですよね？

すべて人工衛星、もともと円運動していたもの。
ロケットは、人工衛星についている、ロケットエンジンのことでしょう。


2.そしてこの場合、ロケットはただの逆噴射したガスみたいな感じで捉えてしまっていいのでしょうか？

ロケットは、人工衛星についている、ロケットエンジンのことでしょう。
それが、逆噴射すれば、速度が落ちて、地球に落ちていく。

3.そして、回答ではケプラーの第二法則を使っていたのですが、逆噴射することで質量が変わったりしてしまってると思うのですが、それでもこの公式は使っていいんですか？

ごく短時間噴射なので、それを無視できるとして考えなさい・・・ということかな。

それにしても、これが原文なら、出題者は、教師失格ですね。

この回答へのお礼

ありがとうございます。

質量が無視できるのに軌道は変わるのはなぜですか？

お礼日時：2021/12/28 20:51

No.1 回答者： head1192 回答日時： 2021/12/28 20:24

１．２．

＞衛星を地球に帰還させる
＞人工衛星が地球に帰還する
これは明らかにミス問題だね。
先生に聞いた方がいいよ。

３．
＞ごく短時間噴射して
この「ごく短時間」というのは物理の常套句で、言い換えれば「噴射によって失う質量は無視できるほど小さいので考えないものとする」。

この回答へのお礼

ありがとうございます。

質量が無視できるのに軌道が変わるのはなぜですか？

お礼日時：2021/12/28 20:51