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物理 高校生

この問題の答えと解き方を教えていただきたいです

質量Mの太陽のまわりを回っている質量mの小惑星がある。 図のように,この 小惑星および地球の公転軌道は円とみなすことができ, その公転半径はRP, RE である。 ケプラーの3法則および万有引力の法則を用いてつぎの問いに答えよ。 ただし、太陽の万有引力のみを考慮し、他の惑星の影響は無視してよい。 万有 引力定数をGとする。 ケプラーの3法則はつぎのとおりである。 第1法則: 惑星は太陽を焦点とする楕円軌道を描く。 第2法則: 惑星と太陽とを結ぶ線分が単位時間に掃引する面積(面積速度) は惑星の軌道上あらゆる点で一定である。 第3法則: 惑星が太陽のまわりを回る周期の2乗は, 楕円軌道の長半径の3 乗に比例する。 その比例定数は惑星によらず 一定である。 (a) 小惑星の速さ VoをG, M, Rp で表せ。 〔A〕 図のように質量m', 速さVの小物体が 小惑星の軌道の接線方向から飛んで来 て、点Pで小惑星に正面衝突して一体 となった。 小惑星の公転の向きは変わら なかったが, 小惑星の公転軌道は楕円となった。 近日点における太陽との 間の距離は地球公転軌道半径RE に等しく, 遠日点における太陽との間の 距離はもとの公転軌道半径RPに等しかった。 つぎの問いに答えよ。 (b) 衝突直後の小惑星の速さ, um, m', Vo, V を用いて表せ。 (c) 衝突後,太陽からの距離にあり、速さVで楕円運動している小惑星の力 学的エネルギーEをm, m',r, V, G, M を用いて表せ。 ただし, 位置エネルギー は無限遠方をゼロとする。 m'V' 小物体 Rr P(遠日点) 地球 RE 太陽 近日点 Vo m 小惑星 (d) 小惑星の近日点における速さと遠点における速さとの比um/mを求めよ。 (e) uG, M, RE, Rp を用いて表せ。 〔B〕 RP が RE の3倍であるとき, つぎの問いに答えよ。 ただし、1年は3.14×10秒 地球の公転軌道半径は1.50×10km とし, 有効数字2桁で答えを求めよ。 (f) 遠点における小惑星の速さは,衝突前の小惑星の公転速度Vの何倍 であるか。 また, は秒速何km か (g) 衝突後,小惑星が最初に近日点にやってくるのは何年後か。 〔東京工大〕

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物理 高校生

この黄色マーカーしたところってなぜこういう変形になりますか?問題の内容一応乗せましたがあまり関係ないと思います🙇‍♂️

物理基礎(生物選)練習問題 7 高さ9.8 [m]の点から, 仰角30° の向きに 19.6[m/s ] の速さで小球 を投げ出した。 重力加速度の大きさを9.8 [m/s'] として, 次の問 いに答えよ。 ただし, 答えにルートがつく場合は √のまま答え ればよい。 (1) 最高点に達するのは, 投げ出してから何[s] 後か。 (2) 地面から最高点までの高さは何 [m]か。 (3) 物体が再び投げ出した位置に戻るのは、 投げ出してから何[s] 後 か。 (4) 地面に達する直前の物体の速さと, その向き (水平面からの角 度) を求めよ。 (1) 0=9.8-9.8t 最高点に達するとき、 ←鉛直方向の速度。 t=1.0 (2) h=9.8×110-1212×9.8×1.0°+9.8 =9.8-4,9+9,8 = 14.7 (3) 0=9.801-1/2×9.862 t² = 2.0 (⑧t=2t=20) 運動の対称性より Ug 9853 ひx 9.853 7 (4) 投げ上げてから最高点までの 高さ + ビルの高さ ☆水平方向 等速度運動 投げ出した位置に戻るとき 変位0 7 鉛直方向→鉛直投げ上げ 2方向に運動を分ける!! 19.6(15) 2by √₂ sep Vox Vox = 19.6cos30° √3 ・19.6×2=9.8.13 Voy = 19.6sin300 =19.6×12=9.8 樹間 Vx=Uoy=9.8/3 2 Vy ₁²- 9.8² = 2 × (-98) ^ (-98) (1) 1,0 [8] 14.7 [m] Ux 2.0[3] 速さ 9,8/6 ひ (4) 角度 45° 2 Vy² = 9.8² × 3 (U₂₂0) Vy = 9.8√3 V = √(9,863) + (9.853) + = 9.856 8 小 (1) 投 (2) 投 (3) 地 の (4) 水 (5) Va 速さなので い

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