1,2,3とも解りません。解き方(公式等)を教えて欲しいです。

問題 1 ケプラーくんは、質量Mの超巨大ブラックホール、 ガルガンチュアの周囲を公転する宇宙船の乗務員である。 初 め、この宇宙船はガルガンチュアを中心とする半径rの真円軌道を描いていた。 この宇宙船の中で生活し続けて早1 年、今、この宇宙船に危機が迫っていた。 そう、異臭問題である。 乗組員の生活ゴミやら排泄物やらは、 宇宙船の中 で溜まりに溜まり、もはや臨界点を突破していたのだ。 ケプラーくんは、 そこで異臭の原因を全部カプセルに詰め込 んで、船外へ捨ててしまうことにした。 質量 mo のカプセルを捨ててしまったところ、 宇宙船は質量がmにまで減 り、ガルガンチュアを一方の焦点とした近日点距離が遠日点距離が R であるような楕円軌道に移った。 公転軌道 はどの軌道の場合でも、ガルガンチュアのシュバルツシルト半径に比べて十分大きいものとし、 古典的な万有引力が 適用できるとする。 万有引力定数は G とし、 光速をc とする。 (1) 真円軌道で公転運動する宇宙船の速さ と、 公転周期 To を M, m, mo, r, R, G の内、 必要な ものを用いて簡潔に表せ。 (2) カプセルを捨てた後の楕円軌道における宇宙船の近日点での速さ v1 と v2をそれぞれ M, m, mo,r, R, G の内、 必要なものを用いて簡潔に表せ。 (3) カプセルを捨てた後の宇宙船の楕円運動における公転周期T を M,m,mo, r, R, G の内、必要 なものを用いて簡潔に表せ。

物理です。受験に使わないのですがやらないといけません。解説はいらないので答え教えていただけますか？

彗星が太陽のまわりの楕円軌道を回っている。 太陽に最も近い3億2千万kmの点におけるこの彗星の速さは2.4×10^4^km/hである.太陽から最も遠い9億6千万kmの点における彗星の速さは次 のどれか. 1. O 0.8×10^4^km/h 2. O 1.2 x10^4^km/h 3. O 2.4×10^4^km/h 4. O 4.8×10^4^km/h 5. O 7.2×10^4^km/h 6. O この中にはない

物理　万有引力 写真の問題についてです。 （1）〜（4）まで求め方と答えを教えてください！ 急ぎです。おねがいします！

82 質量 m[kg]の小物体を地上の1点から鉛直上向きに速さ v[m/s]で打ち上げたとこ ろ, 地球の中心から2Rの距離にある点Aで速さが0になった。 この瞬間にOAに 垂直な方向に速さ v[m/s] を与えたところ, 小物体は0を中心とする半径 2Rの等速 円運動をした。 地球の半径をR[m], 地上での重力加速度の大きさをg[m/s ] として 次の問いに答えよ。 (1) vo, および vはいくらか。 (2) 等速円運動をしている小物体の速さを点A る楕円軌道を描いた。 点Bの地球の中心からの距離が6Rのときはいくらか。 (3) 等速円運動をしている小物体の速さを点A く楕円軌道を描き続けるためには はどのような範囲になければならないか。 図のABを長軸とす に変えると, V4 -Vo A 2R 0 B かつ無限遠に飛び去ることもな に変えた。小物体が地球に衝突もせず,

考え方から分かりません。 回答まで教えてください

肥側題22 人工衛星の打ち上げ 発展問題 247 半径Rの地球から, 地球の中心から距離 3Rの円軌道 に,人工衛星を2段階の操作で打ち上げる。まず, 地球 を1つの焦点とし,点Pで地装に,点Qで半径 3Rの円 軌道に接する楕円軌道にのせ, 次に, 点Qで円軌道に移 行させる。地表での重力加速度の大きさをgとする。楕 円軌道上を動くときの,点Pでの速さ Ue, 点Qでの連さ U。 3R Va PS Ve,半径3Rの円軌道上を動くときの速さをそれぞれ 求めよ。また, それらの大小関係を答えよ。

全て教えていただきたいです！

85 万有引力による運動 質量 m[kg]の小物体を 地上の1点から鍋直上向きに速さn[m/s]で打ち上げ たところ、地球の中心0から2R (m](R は地球の半 径)の距離にある点Aで速さが0になった。 この瞬間 にOA に垂直な方向に連さ[m/s) を与えたところ。 小物体は0を中心とする半径2R の等連円運動をし た。地上での重力加速度の大きさをg[m/s'] とする。 (1) およびぃをg. R で表せ。 (2) 等速円運動をしている小物体の速さを点Aで' [m/s]に変えると、 上図の ABを 長軸とする楕円軌道を描いた。点Bの地球の中心からの距離が6R のとき, がはい くらか。 (3)(2)の権円軌道を運動する小物体の周期はいくらか。 (4) 等速円運動をしている小物体の速さを点Aでが" [m/s] に変えた。 小物体が地球に 衝突もせず、かっ無限遠点に飛び去ることもなく楕円軌道を描き続けるためには, が はどのような範囲になければならないか。 地球 A 6 B

85の問題がわかりません 教えていただきたいです

85 万有引力による運動 質量 m[kg〕の小物体を 地上の1点から鉛直上向きに速さ [m/s]で打ち上げ たところ,地球の中心0から2R [m](R は地球の半 径)の距離にある点Aで速さが0になった。 この瞬間 にOA に垂直な方向に速さ [m/s]を与えたところ。 小物体は0を中心とする半径 2R の等速円運動をし た。地上での重力加速度の大きさをg[m/s']とする。 (1) および»をg, R で表せ。 (2) 等速円運動をしている小物体の速さを点Aでが [m/s]に変えると, 上図の AB を 長軸とする楕円軌道を描いた。点Bの地球の中心からの距離が6R のとき, v'はい くらか。 (3) (2)の楕円軌道を運動する小物体の周期はいくらか。 (4) 等速円運動をしている小物体の速さを点Aでが [m/s]に変えた。小物体が地球に 衝突もせず,かつ無限遠点に飛び去ることもなく楕円軌道を描き続けるためには、が" はどのような範囲になければならないか。 地球R B Vo A2RO の

月の公転周期27に対して、地球の公転周期が1なのはなんでですか？

!した。 存 で 月の公転周期は約 27 日である。月までの距離は静止衛星の軌道半径の約伝 UIIII ロ 倍か。 楕円軌道を解く

物理の問題です。 解説がないので解説をお願いします。 ある星から宇宙船を打ち上げて、星のまわりの軌道に乗せることを考える。以下では、空宙船の質量は常に一定値mであるとする。また。星は半径R、質量Mの一様な球とし、その重心位置をCで表す。星は静止しており自転もしていな... 続きを読む

教えて下さい！！ 物理です！！

物理 問3 ヘ工衛星にはいろいろな高度のものがある。AさんとBさんの会話が科 学的に正しい考察となるように, 次の文章中の空欄 24 に入 23 イれる数値と文として最も適当なものを、下の選択肢のうちからそれぞれ一つ ずつ選べ。 A:国際宇宙ステーションの地表からの高度は 400 km ほどだね。 B:地球の半怪が約6400 km で、これに比べると 400 km は小さいなあ。 A:国際宇宙ステーションの高度を無視して,その軌道半径を地球の半径と 等しいと考えると,第1宇宙速度で飛んでいることになるから, その周 期は約 84分になるね。 B:この周期はおよそ、2時間だよ。 A:静止衛星は, 地上の人から見ると,いつも静止して見える衛星のことな んだよね。国際宇宙ステーションと静止衛星の軌道半径と周期に, それ ぞれケプラーの第3法則を適用して,赤道上空の軌道を飛んでいる静止 衛星の地表からの高度を計算してみようか。 B:363=3.3 とすると, 静止衛星の地表からの高度は地球の半径のおよそ 23 倍になるね。 A:気象衛星のひまわりは日本が打ち上げた静止衛星だけど, 赤道上空の軌 道を飛んでいるよ。 B:静止衛星は地球の中心方向に地球から万有引力を受けているから, 運動 方程式をもとに考えると, 静止衛星は 24 23 の選択肢 0 3.6 の 4.6 O15.6 の 6.6 24 の選択肢 0 赤道上空の軌道の高度と同じ高度で, 日本の真上の上空を通る円軌道も 飛ぶことができるね 2 赤道上空の軌道の高度とは違う高度なら,日本の真上の上空を通る円軌 道も飛ぶことができるね の 円軌道を楕円軌道に変えると, 日本の真上の上空を通る軌道も飛ぶこと ができるね のどんな高度でも, 日本の真上の上空を通る円軌道を飛ぶことはできない ね - 17 -

物性物理学の本を読んでいて、質問があります。 本では， 量子力学による1電子原子の電子状態の記述について 添付のように述べていて， (1.12)式までは良いのですが， 赤枠で囲ったところの式(1.13)の導出過程が知りたいです。 よろしくお願いいたします。

$1.2 1電子原子の電子状態 1 p° = 2me 2 a 1 V= 2m。 2m。(r+ r dr 原子においては,原子核を中心としてそのまわりの半径10-10m程度の領 の形となる。ここでAは次のような角度に関する微分演算子である。* 域を電子が運動している。原子の構造を理解するためには,この電子の振舞 1 sin 0 d0 1 を調べなくてはならない。まず最も単純な場合として,Ze の正電荷をもった A= - (sin 0 sin' 0 核のまわりを,1個の電子が運動している場合を考える。Z=1であればこ 1電子原子のハミルトニアンがこのように具体的に与えられた.このハミル れは水素原子そのものであり,Z =2であれば He* イオンということにな トニアンに対するシュレーディンガー方程式(1.9) は2階の微分方程式の形 る。 をしている。これを満たす解として波動関数T(r, 0, φ) が求まれば,1電 原子の質量のほとんどは核に集中しているので、そこを重心として座標の 子原子における電子の分布の様子がわかる。ところで,原子に属する電子の 原点にとってさしつかえなかろう。電子は -e の電荷をもち,核の正電荷 波動関数は,核から十分遠方(r→0)ではゼロに収束するはずである。こ Ze とクーロン相互作用をもつ。そのポテンシャルエネルギーは電子と核の のような境界条件の下で(1.9)式を考えると,電子のエネルギー固有値 E が 間の距離rに反比例し, 離散的な特定の値をとるときのみ解が存在する。これは量子力学系の顕著な Ze? V(r) = - 特徴である。 4TE0ア 最も低いエネルギー固有値を与える解は球対称で、次の形をしている。 である。* これは万有引力と同じ形をもつので,古典的に考えれば,地球が 17Z/2 ( exp(-) 太陽のまわりを回るように電子は核のまわりを楕円軌道を描いて回ると考え 『(r) = たくなる。しかしながら,このような極微の世界まで古典ニュートン力学が ただし,ここで そのまま成立するわけではない,電子の振舞を正しく理解することは,今世 4TEh An = mee? =0.529 A 紀初頭登場した量子力学をもってはじめて可能となった。量子力学によると, 電子の存在確率は波動関数 『(r)の絶対値の2乗に比例する。定常状態では 『(r)は次のシュレーディンガー方程式を満たすというのが量子力学の骨子 はボーア半径とよばれる。 である。 H V (r) = ET (r) ここで はハミルトニアンで,電子の運動エネルギーとポテンシャルエネ ルギーの和であり, 1 p°+ V(r) 2m。 H = の形をもつ。** 第2項のポテンシャル項は方向によらず,核からの距離のみ に依存するので,全体を極座標を用いて表した方が都合がよい。このとき, 第1項の運動エネルギーの部分は Eo = 8.8542 × 10-12 F/m は真空の誘電率。 m。は電子の質量,p= - iAVは運動量オペレータである。ただし,▽はナプラと読 み,直交座標系では 定,立,えを直交する単位ペクトルとして、V= -+ の形をもつ微分演算子である。カ = h= 6.626× 10-4JSはプランク定数。