少々長いですが、どうしてもわからないので教えて下さい<(_ _)>
質量mの人工衛星が地球のまわりを、地球の中心からの半径rで円運動している。地球の半径をR
、地球の質量をM,地表での重力加速度の大きさをg、万有引力の定数をGとして次の問いに答えよ。
1)人工衛星と地球の間に働く万有引力の大きさをr、M、m、Gを用いて表せ。
2)質量mの人工衛星の向心加速度の大きさをr、M,Gを用いて表せ。
3)人工衛星に働く向心力の大きさをr、mと人工衛星の円運動の速さvを用いて表せ。
4)人工衛星の速さvをr、M,Gを用いて表せ。
5)人工衛星の公転周期をr、m、Gを用いて表せ。
多いですが、教えて頂けるとありがたいです。
No.1ベストアンサー
- 回答日時:
1)人工衛星と地球の間に働く万有引力の大きさF
F=GMm/r^2
2)質量mの人工衛星の向心加速度の大きさa
a=F/m=GM/r^2
3)人工衛星に働く向心力の大きさFc
Fc=mv^2/r
4)人工衛星の速さv
F=Fcより
v=√(GM/r)
5)人工衛星の公転周期T
vT=2πrより
T=2πr/v=2πr√(r/GM)=2π√(r^3/GM)
No.2
- 回答日時:
(1)
万有引力は、二つの物体の質量の積に比例し、物体間の距離の二乗に
反比例します。比例定数が万有引力定数です。
(2)
上記の万有引力により人工衛星に向心加速度が生じます。このときの
運動方程式は?(力=質量*加速度)
(3)
向心力、つまり万有引力と遠心力が釣り合うので人工衛星は地球から
一定の距離を保って円運動します。遠心力の式は判りますか?
(4)
上記の遠心力を万有引力と等しいとおいて、vについて解いて下さい。
(5)
地球の周りを一周回ったら、進んだ距離は2πrです。この距離を(4)で
求めたvで割って下さい。
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