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円運動の初速度

円運動で初速度を求める問題なのですが、難しいです。赤道上で物体を投げて地球の周りを円運動させるにはどれだけの初速度を与えれば良いのか教えてください。(地球の半径6.37×10^3km)。 F=m(v^2/r)にvを求める式を当てはめればよいのでしょうか?

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  • ベストアンサー
  • keyguy
  • ベストアンサー率28% (135/469)
回答No.1

表面を円運動している物体の地球中心に向かう加速度はv^2/r 地球に引っ張られる力(重力)はm・g よって運動方程式f=maにより m・g=m・v^2/r これにより求まる

arutema
質問者

補足

それを解くと、g=v^2/rになって、 v^2=r*gになりますよね。 これって初速度じゃなくて、速度じゃないんですか? 申し訳ございませんが、そこのところよく分かりません。

その他の回答 (2)

  • keyguy
  • ベストアンサー率28% (135/469)
回答No.3

初速度じゃなくて、速度じゃないんですか: 等速円運動ですから 「速さ」は常に「初速さ」と同じになります 速度は「速さ」と「動く方向」の概念ですから方向が常時変わっているので「速さ」は一定ですが「速度」は常に変化してます

arutema
質問者

お礼

とても参考になりました。やり方は分かれば簡単そうに見えるのに、どんな式をもってくればいいか考えるのは難しいですね。有難うございました。

  • First_Noel
  • ベストアンサー率31% (508/1597)
回答No.2

万有引力の式を使っても良いのでしょうか? F=GmM/r^2 です.G:万有引力定数,M:地球質量. 一方,円運動が成立する為にはこれと釣り合う力が必要で,遠心力に相当します. F=mv^2/r これをイコールとすれば,半径r(地球中心からの距離)の円運動の速度vが求まります. #1さまおっしゃるように,円運動が地球表面すれすれであれば, 前者をF=mgとして良いです. 補足欄に対してですが, もしこの速度より小さければ,円運動は完成せず,1周する前に地面に落ちます. この速度より速ければ,楕円軌道になってしまいます. と言うことで,空気抵抗などを無視すれば,初速度で円運動を続けることになり, 値は一意に決まります.

arutema
質問者

お礼

円運動のことに対する知識が深まりました。 速度と初速度が同じになるとは知りませんでした。 有難うございました。

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