Physics
Undergraduate
問5-2がわからないので教えて頂きたいです!
図のみでの説明ということだったので、加速度ベクトルを図示して、接線方向と垂直方向に分解し、加速度の接線方向(速度ベクトルと同一直接上?)によって減速か加速が決まることを図示したかったのですが、月が近づく方の図示が上手くいかず、加速するはずなのに減速になってしまいます。そこで、何が間違ってるのか、どうしたらいいかなどのアドバイスを頂きたいです。また、他にいい説明の仕方があれば教えて頂きたいです。よろしくお願い致します。
焦点の位置や回転方向を変えての図示を試してみましたが、必ず遠ざかる方か、近づく方のどちらかの図示が上手く行きませんでした。
練習問題 -
【問い 5-2】 実際の月の軌道は円ではなく楕円である。 月が地球に近いところ
にいる時と、地球から遠いところにいる時では、どちらが速くなるかを、 力と
速度の絵を描いて説明せよ (厳密な計算などは必要ない。図で説明しよう)。
この問題においては地球の運動については無視しておいても差し支えない。
ヒント p381 へ 解答 p391 へ
【問い 5-2】のヒント..... (問題は p169、解答は p391 )
少し大袈裟に図を描くと右のようになる。
近づくとき、遠ざかるときの力と速度が加速す
る方向か、 減速する方向か (接線加速度が正か
負か)を考えればよい。
… p163
【問い 5-3】のヒント ..... (問題は p170、解答は p391)
ループの頂上部分で、 コースターとレールの
間の垂直抗力が大きいほど、 落ちる可能性が低
くなる。 垂直抗力を大きくするには、 法線加速
度を大きくすればよい。
遠ざかるとき:
力の方向と
速度の方向は?
近づくとき:
力の方向と
速度の方向は?
動からない。
【問い5-2】 の解答、
(問題はp169、ヒントは381)
ヒントに書いた図を見ると、 遠ざかるときに減速する。 すなわち、 加速度の速度接線
方向の成分が負である。 逆に近づくときに加速する。
【問い5-3】 の解答
(問題は p170、 ヒントは p381)
@
だ円軌道(地域を焦点の1つ)
・地球もとが
軌道をえがくが今回は考えない。
№2
ちかづく
とおざかる
ちかづく
ひっ
{とおざかる
a
①が、ベクトルを
打ち消すので
V₂
W
Vý
減速
・次元
2
~
v+do
wdt
Jdt
2 = m Fdt
その
向きを
合2-51
かえる
V₁<V₂
ds
dt
[1
V₂
},>r2
rysing
法加
7928140
-Fde
速さを変えても
運動の向きは変化なし
V+d2
その
速さをかえる
・接加
速さを変えると
運動の向きが変化
通ざかるときにげんそく
加速度の速接線方向の成分が負
加灸の
近づくとき 接線方向の成分が正
なので近づくときに加速する。
変化変化
ケプラーの第3法則からもわかる。
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