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物理 高校生

高3物理です。③からの解き方を教えてください。

その2:楕円軌道においてA点での衛星の速さをVA, 地球 (焦点)からの距 離をra,同様にB点での衛星の速さと距離をVB, YB とおく。 A点とB点において力学的エネルギーは保存されている。つまり, 無限遠 1 Mm 1 / mv ² + (-6 mm) = = mv² + (-6 Mm) -G が成り立つ。また, ケプラーの第2法則 (面積速度一定の法則) から 1 A その3: 図のように地球を回る衛星 A,Bの軌道の中心を0, 0', 半長軸の長さ をa,b, 公転周期をT, To とするとケプラーの第3法則から以下の関係がある。 || でん 1 TAVA = 2 TBVB が成り立つ。 図のように楕円軌道からはみ出していてとても成り立たないように見えるが実際の速さは 10km/s の桁で軌道の大きさは 102~105km のオーダーなので十分な精度のある近似になっている。 地球 'B Tro 「B The Moon kR 地球 A ave b ・QR- 1.B B "B B Bro B 【達成すべき目標】 ① 第1宇宙速度vo をg, R で表し数値計算せよ。 ②静止衛星軌道の半径rをg, R, Te,πで表し数値計算せよ。 また, それが地球の半径Rの何倍になるかkRのkを 求めよ。 ただしは地球の自転周期である。以下の問題ではここで求めた kRを使うと式が簡単になる。こ 6.6R こで,重力加速度の大きさは 9.8m/s2, 地球の半径を6.4×10m とする。 R ③A点での速さを av (第1宇宙速度のα倍) にしたとき, 静止衛星はB点を通る楕円軌道に入ったとする。 αの値を求めよ。 ④楕円軌道上の衛星がB点に達したときの速さはvになっている。 βの値を求めよ。 AB ⑤ケプラーの法則を使って、 静止衛星がA点からB点に達するまでの時間 taBをg, R, πで表し数値計算せよ。 これにより, 日本が楕円軌道の長軸上に達する tag 前に衛星を加速させればよい。 ⑥目標の静止衛星の円軌道に入るためにB点での速さを yue に加速する必要がある。 yの値を求めよ。 ⑦ そもそもなぜ静止衛星軌道が存在するのか。 地球の自転と同じ周期Tで回ればよい。 この疑問にケプラー の法則を使って反論せよ。

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物理 高校生

2mva+0=(2m+m)vABの0は何を意味しているのですか。

'Q A 発展例題 14 重ねた物体との衝突 図のように, 水平でなめらかな床の上に,質量 2mの物体Aが置かれ,その上に質量mの物体Bが 置かれている。 Aと床の間には摩擦がなく, AとB の間には摩擦があるとする。 物体Aの左側から,質 量mの物体Cを速さで衝突させると,衝突は瞬間的におこり, 最初, 物体Bは動かな かったが,やがてBはAの上にのったまま, Aと同じ速度で運動するようになった。 A とCの間の反発係数をeとし,右向きを正とする。 衝突直後のAとCの速度をそれぞれ 求めよ。 また, 一体となったときのAとBの速度を求めよ。 指針 衝突は瞬間的におこるので,衝突直 後では, AとBの間でおよぼしあう摩擦力による 力積は0とみなせ, Bの速度は0である。したが って,衝突前と衝突直後で、AとCの運動量の和 は保存される。 その後, Bは動き出すが, 衝突直 後とそのときのA,Bの運動量の和は保存される。 解説 衝突直後のCの速度をvc, Aの速度 を va とする (図)。このとき, AがBから受ける PROSIONELE C Vc B A VAN 止し Cm 発展問題 195, 196 ■突園 の Bm per A Vo 力積は0とみなせる。 したがって, 運動量保存の 法則から,右向きが正なので, mv=mvc+2mvA & 978 反発係数の式は, e=- 1te 3 平水 (2m- J&LO VAVC 平1te NU VO 1-2e Vo 2式から VA 3 -Vo Vc=₁ 3 THE JS 0 9 5 4 1 0 TUUL また,一体となったときのAとBの速度をVAB と する。衝突直後とそのときとで、AとBの運動量 の和は保存されるので、 2mv+0=(2m+m)VAB 2m 0+0=3mUAB VAB= 2(1+e) 9 Vo

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物理 高校生

空欄が分かりません。解説求みます

重力加速度の測定 【目的】 重力加速度を記録タイマーを用いて測定し、 重力加速度に関する理解を深める。 【実験方法】 準備するもの 交流式記録タイマー、 ものさし (1m) 記録テープ (約60~70cm) おもり、セロテー プ、グラフ用紙 図方法 1. 記録タイマーを落下実験用にスタンドに固定し、テーブルの端などのおもりと 1m程度のテープが鉛直に落下できる位置におく。 2. 記録テープの下端におもりをつけ、記録タイマーに通す。 3. 記録テープの上端を持ち、 記録タイマーのスイッチをいれ、 おもりを自由落下させる。 ※おもりの落下中に、 記録テープがまっすぐに落下するように記録タイマーの傾きや落下場所を調整する。 4. 基準点から各時刻での落下距離 1 ¥2・・・・ [m]を測り、 【実験結果】 の表に記入する。 ※打点が重なっている初めの部分は除いて、はっきり点が見えるところを基準点としそこから距離を測定 する。 ※1打点間の時間: タイマーの振動数 = 関東では50Hzなので、1秒間に50個の点を打つ 【実験結果】 基準点からの落下距離 0.02s ごとの落下距離 y (m) △y(m) O 0,009 0.021 0.036 10.056 0.079 0.106 0.009 0.012 0.015 0.020 0.023 0.027 各区間の平均の速さ = Ay/At 0.45 0.60 0.75 1.00 1.15 とで改めて認識す のありかを発見 べきであると 1.35 THE 各区間の平均の加速度 a = △6/△t 【データ処理】 1.移動距離 y[m]と時間 t [s] との関係を表す y-t図を描く。 ※グラフに線を入れること (近似直線 or 近似曲線の区別をつけること) 2表の各区間の平均の速さを各区間の中央時刻 t'[s] における速さとみなして、 速さ v[m/s] と時間 [s] との関係を表す v-t図を描く。 ※グラフに線を入れること (近似直線or 近似曲線の区別をつけること) 13.v-t図の傾きから重力加速度を計算する。 【考察】 ① 実験結果の各区間の平均の加速度の平均とv-t図の傾きから求めた加速度を比較せよ。 この実験をより正確に測定するためには、どのような工夫が必要か述べよ。 【調査力 発想力】 ① この実験例以外で重力加速度を測定する方法を考案せよ (言葉、 式、 図を用いて説明せよ。

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