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数学 高校生

なんで位置エネルギーを使う時と使わない時があるのですか?

2 では、万有引力による位置エネルギーGmM, Y 〈問9-3 質量mの人工衛星が右ページの図のように、質量Mの惑星を焦点の1つとするだ 円軌道を描きながら運動している。 万有引力定数をGとして以下の問いに答えよ。 (1) A点とB点における人工衛星の速さをそれぞれG, M, R. rを用いて表せ。 A点で人工衛星を加速させ、速さがになった。 (2) 加速させる速さによっては, 衛星は軌道から外れ, 無限の彼方へと飛んでい くことがある。 衛星が無限遠に飛んでいくためのμに関する条件を求めよ。 まず, A点における速さと, B点における速さをそれぞれv,Vとします。 ここでまず思い出してほしいのは「面積速度一定の法則」 です。 9-1 でやったように, 長軸上に物体があるときを考えると, 面積速度が一定です から 解きかた (1) 1/2rv=1/12 RV① 2" 解きかた B点での面積速度 を用いる問題を解いてみましょう A点での面積速度 もう1つ、万有引力の問題では 「力学的エネルギー保存則」が重要です。 衛星は運動エネルギーと万有引力による位置エネルギーを持っています。 ます。 衛星には万有引力しかはたらきませんから,これらのエネルギーの総和は保存し よって、力学的エネルギーの保存を考えて mM 2 m² + ( - 6 m ) = /2 m² ² + ( - GR A点での位置エネルギー A点での運動エネルギー R v=√2GM r(R+r) R(R+r) ....... ② B点での位置エネルギー B点での運動エネルギー そして ① ② 式を連立して解くと (右ページで式変形は解説) V=√2GM 問 9-3 補足 1 A (1) 面積速度一定の法則(ケプ ラーの第2法則) より 2 1 ミ RV...... ① 2 質量 m B点での面積速度 ①②より ① より V= 質量 M A点での面積速度 力学的エネルギー保存則より A点での運動エネルギー Y R -G mM 1 / m²³² + ( - 6 mM ) = 1/2 m² ² + ( - 6 m). -G 2 Y R A点での位置エネルギー v= 2GM v...... ③ ③ ④ より ぴー ③ よりv=2GM R2 R2-2 R2 ②より-V=2CM(121-1212)=26 R R R r(R+r) i=2GM- i=2GM r R(R+r) B点での運動エネルギー R-r rR R-r rR v=2GM 万有引力による位置エネルギー " B wwwwwww B点での位置エネルギー V= 2GM- R r(R+r) R-r rR ****** わ~! 大変な 計算だぁ~」 T R(R+r) ちゃんと 自分で 解いてみる のだぞ 237 CO 9

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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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生物 高校生

心の優しい方、生物教えて欲しいですお願いします🙏

水 6. <モータータンパク質〉 《思考 神経細胞(ニューロン) は、複雑に枝分かれ 細胞体 軸索 順行輸送 した樹状突起と細長い軸索が, 核を含む細胞 体から突き出した形状をとる。 ニューロンに おいてリボソームは細胞体にあり軸索や神 経終末にはない。 軸索内には、 微小管が軸索 の長軸方向に平行に分布しており,この上をミトコンドリアやリソソームなどの細胞小器 官や小胞膜およびタンパク質などの生体分子が運搬される。これを軸索輸送という。 細 胞体から神経終末に向かう軸索輸送を順行輸送, それと反対方向の軸索輸送を逆行輸送と よぶ。これらの軸索輸送には, ダイニンやキネシン (微小管に作用するモータータンパク 質の一種)がはたらく。 キネシンによる微小管上の輸送方向は、ダイニンによる輸送方向 と逆である。 軸索輸送について調べるため、以下の実験を行った。 (実験) マウスのニューロンの軸索を、図の太い矢印の部分において糸でしばり、物質輸送 を抑制した。 数時間後,この部分に近接する細胞体側(A) 神経終末側 (B), およびそ れらと離れた領域 (CとD) において,細胞小器官とモータータンパク質の存在量を調べた。 (結果) ミトコンドリアはCやDと比べてAとBの表軸索の各領域に見られる細胞小器 両方に多く蓄積していた。 リソソームはA,C,D 官とモータータンパク質の存在量 と比べてBに最も多く蓄積していた。 このとき. キネシンはAに最も多く蓄積していたが, ダイニ ンはAとBの両方に多く蓄積していた。 これらの 関係を不等号で比較したものを表に示す。 名称 ミトコンドリア リソソーム キネシン 存在量の比較 (A, B)> (C, D) B (A, C, D) A> (B,C,D) ダイニン (A,B) > (C,D) 問1 軸索輸送について, この実験から導かれる考 察として適切なものを1つ選べ。 ※()内の存在量はおおむね等しい (ア) ミトコンドリアを軸索輸送するのはダイニンであり, キネシンではない。 (イ) ミトコンドリアを軸索輸送するのはキネシンであり, ダイニンではない。 (ウ) キネシンは細胞体で合成され, 順行輸送にはたらく。 (エ) ダイニンは細胞体で合成され, 順行輸送にはたらく。 問2 下線部に関連して, 実験の結果とリソソームの性質にもとづいて、ニューロンにお けるリソソームのはたらきと輸送のしくみについて考えられることを,80字以内で記 せ。 [16 筑波大 改〕 神経終末 CABO 逆行輸送

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