学年

質問の種類

物理 高校生

画像の問題の回答教えていただきたいです😿

題 1 次の文章を読み に適する数式を入れ, [ に適する語句または文章を入れよ。 ほぼ50年前に, 人工衛星の打ち上げに初めて成 功して以来, 人類は月面着陸さらに火星探査に成 功するまでに至ったが, 300年も前にニュートンは すでに人工衛星の可能性を予言していた。 ニュートンが予言したような地球のまわりを まわる人工衛星について考えてみよう。 ただし、地球を半径R,質量Mの一様な球と みなし, 地球と人工衛星以外の天体の影響, 地球の自転と公転および大気の影響は無視 する。 地表での重力加速度の大きさg は, M, R と万有引力定数Gを用いて,g=ア と表される。 いま, 地表から打ち上げられた質量 mo の物体が, 半径 α, 速さの円運動をする 人工衛星になった。 この衛星にはたらく円運動の加速度は万有引力によって生じるの で,その関係式はイと表される。 これより速さはv=ウ となり,この円運動 の周期T は, G, M, a によって,T=エと表される。円軌道を描く人工衛星のカ 学的エネルギーは、(イ) を用いて G, M, mo, a によって,オと表される。 ただ し,万有引力が0になる無限遠点を位置エネルギーの基準点にとる。 円軌道上の点Aで,衛星中の質量m' の部分が,衛星の進む方向と逆向きに相対速 度V(Vは正) で衛星から瞬間的に分離された。 分離直後, 衛星の残りの部分は質量が m=mom'となり, 速さがv からに増加し, 図のように地球の中心を焦点とす るだ円軌道を描くようになった。 質量m'の部分の速さはva-Vとなる。 ただし,分 離直前の衛星の速度の向きを正とする。分離前後で運動量が保存されるとして, その保 存則は,mo, m', m, Vo, va, V を用いてカで表される。 B UB VA -b A 地球の中心よりだ円軌道の近地点Aまでの距離はαである。 遠地点Bまでの距離を b とする。惑星の運動に関するキ]の第2法則を人工衛星に適用すると, 地球の中 心と衛星とを結ぶ線分(動径) が,単位時間当たりに描く面積は一定である。 近地点Aで の面積速度は 12/24v』であるから,遠地点 B での速度vgは,a,b, vaを用いて, - UB=ク と表される。 だ円軌道上では、力学的エネルギーは運動エネルギーと万有 引力による位置エネルギーの和であり保存されるから, 点A と点 B での力学的エネル ギーが等しいことは, G, M, m, va, UB, a, b を用いて,ケで表される。 (ウ), (ク),(ケ)より, a, b を用いて, "=| | XVO, UB=サ となる。 人工衛星が図のようなだ円軌道を描くためには,点Aでの力学的エネルギーが負で あればよいので, v = (ウ) を考慮すれば, "A<シ xv となる。これと (カ) より, Vの上限は, mo, m' を用いて, ス となる。 (コ)×vo の式を変形して, 6 (人工衛星の到達距離) を vo, va, a を用いて表す。 この式を用いて,vAが(シ)×vに限りなく近づくと,人工衛星の最大到達距離はどう なるかを述べよ。〔セ]

未解決 回答数: 0
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

未解決 回答数: 1
理科 中学生

このページの問題の全ての答えを教えてください お願いします。至急です

5- 10 R 科 3 図は、太陽の年周運 動の天球上での通り道L とその付近の星座を示 したものである。 実施日: 第4章 地球と宇宙 15-2 地球の公転と天体の年周運動 ① 氏名 さそり座 地球から見た太陽の動き 月日 ⇒ てんびん座 地球 おとめ座 しし座 the A いて座 やぎ座 So 太陽 学年 クラス EZ MOU みずがめ座 かに座 地球の公転 うお座 ふたご座 (1) 図中のLを何とい うか。 (2) 太陽の年周運動は, 地球の何という運動に よるものか。 (3) 地球が a, dの位置にあるときの日本における季節は,それぞれ春(3 月~6月) 夏(6月~9月)秋(9月~12月) 冬 ( 12月~3月) のど れか。 (4) 地球がb,cの位置にあるとき,地球から見た太陽は,どの星座に最も 近い方向にあるか。それぞれ図中から選んで答えなさい。中 (5) 地球がaの位置からcの位置まで移動するとき,地球から見た太陽のL 上の位置は, (2)で答えた地球の運動によりどのように移り変わるか。 次の ア~エから選び,記号で答えなさい。 ア みずがめ座→おうし座 しし座 (7) イさそり座 やぎ座 うお座 ふたご座 いて座 うお座 Ⅰ しし座 さそり座 みずがめ座 (6) 地球がc,dの位置にあるとき, 真夜中に南中する星座はどれか。 それ ぞれ図中から選んで答えなさい。 (7) 地球がc の位置からaの位置まで移動するとき, 真夜中に南中する星座 はどのように移り変わるか。 次のア~エから選び,記号で答えなさい。 ア みずがめ座 さそり座 しし座 イ みずがめ座→おうし座 しし座 ウしし座 さそり座 みずがめ座 しし座 おうし座 みずがめ座 「おうし座 おひつじ座 1 (1) (2) (3) (4) a d b C (5) (6) 単元テスト 15-2 c d 得点 24 10問

回答募集中 回答数: 0
数学 中学生

このページの全問題の答えだけでいいので教えてください。本当にお願いします 至急です

5-1 _10 S 科 3 図は、太陽の年周運 動の天球上での通り道し その付近の星座を示 と、 したものである。 (1) 図中のLを何とい うか。 実施日: 第4章 地球と宇宙 15-2 地球の公転と天体の年周運動 ① 氏名 さそり座 地球から見た太陽の動き いて座 2 月 てんびん座 地球 やぎ座 おとめ座 しし座 日 学年 クラス 太陽 地球の公転 みずがめ座」 かに座 t うお座 ふたご座 おうし座 おひつじ座 (2) 太陽の年周運動は. 地球の何という運動に よるものか。 (3) 地球がa, dの位置にあるときの日本における季節は,それぞれ春(3 月~6月) 夏(6月~9月) 秋(9月~12月), 冬 ( 12月~3月) のど れか。 (4) 地球がb,cの位置にあるとき,地球から見た太陽は,どの星座に最も 近い方向にあるか。それぞれ図中から選んで答えなさい。 1 (1) (2) (3) (4) a (5) d b (6) C (⑤) 地球がaの位置からcの位置まで移動するとき,地球から見た太陽のL 上の位置は,(2)で答えた地球の運動によりどのように移り変わるか。 次の ア~エから選び,記号で答えなさい。 (7) ア みずがめ座→おうし座 しし座 イさそり座 やぎ座 うお座 ウふたご座 いて座 うお座 Ⅰ しし座 さそり座 みずがめ座 (6) 地球がc, dの位置にあるとき, 真夜中に南中する星座はどれか。 それ ぞれ図中から選んで答えなさい。 (7) 地球がcの位置からaの位置まで移動するとき, 真夜中に南中する星座 はどのように移り変わるか。 次のア~エから選び,記号で答えなさい。 ア みずがめ座 さそり座 しし座 イ みずがめ座→おうし座 しし座 ウしし座 さそり座 みずがめ座 しし座 おうし座 みずがめ座 単元テスト 15-2 C d 得点 2 /10問

回答募集中 回答数: 0