物理
高校生
添付した問題と解答に対して、以下の文章は間違っていますでしょうか？
「重力は万有引力と遠心力の合力方向に働くから、地球による重力のみで図のような軌道上を運動することはできない。」
御回答よろしくお願い致します。
思考 記述
247. 人工衛星の軌道 仮に 日本の鉛直上方に静止して見え
る人工衛星を考えると,その人工衛星は、 図のような軌道をま
わる必要がある。 しかし, 地球による重力のみで運動している
人工衛星は,そのような軌道をまわることはできない。 静止衛
星が, 赤道上空の円軌道をまわらなければならない理由を簡単
に説明せよ。
日本・
TAS
人工衛星
赤道
9.SAS
247. 人工衛星の軌道
解答
円運動をするためには、常に円軌道の中心を向く力(向心力)
がはたらかなければならない。 重力のみで運動する静止衛星
の場合、 重力は地球の中心向きにはたらくので,円軌道の中心
が地球の中心と一致する赤道上空をまわる軌道となる。
指針 円運動の向心力と重力の向きについて考える。
解説 静止衛星は, 重力を向心力として円運動をするので, 向心力は
地球の中心に向かう向きである。 また, 静止衛星は, 地面との相対速度
が0となっており、地球の自転と同じ角速度で地軸のまわりをまわる必
要がある。このとき, 赤道上空以外の場所では,重力が地球の中心を向
くために, 地軸と平行な方向の重力の成分が0にならず, 向心力になら
ない。 したがって, 重力のみを向心力とするためには, 赤道上空をまわ
る必要がある。
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