物理学の問題に困っています
- キャヴェンディッシュの実験によって万有引力定数を算出する方法を考え出しました。万有引力定数Gと重力加速度gを与えられた場合、地球の質量Mを算出する問題です。
- アメリカ西側軍隊が採用しているＭ１６アサルトライフルについての問題です。銃口初速度と兵士の位置を与えられた場合、弾丸の到着位置を求める問題と、銃口の位置と重力加速度を与えられた場合、弾丸の上昇する高さを求める問題です。
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物理学得意な人助けてください
物理学の問題がわからなくて困っています。 １．キャヴェンディッシュは実験によって万有引力定数を測定する方法を考え出した。いま、万有引力定数G＝6.670×10^－11〔m^2・kg^-1・s^-2〕重力加速度g=9.8〔m・s^-2〕とすると、地球の質量Ｍは何㌔になるか算出しなさい。但し地球の半径rはメートルの定義に基づいて求めたものを用いなさい。 ２．アメリカ西側軍隊はＭ１６アサルトライフルと呼ばれる自動小銃を採用しているところが多い、この銃は5.56mm弾とよばれる弾を用いる。この弾薬は銃口初速度975〔m・s-1〕で弾丸を発射する。 ①兵士が地上高１５０センチの位置で水平方向に銃を発射した時、弾丸が到着するのは何メートル先か ②この銃を垂直上方に向け、銃口の位置を地上高２メートルとすると弾丸は地上高何メートルまで上昇するか、但し重力加速度ｇ＝9.8〔m・s-2〕とする
- jajamaru89
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いきなりこういう問題が出たわけではないでしょう。 関係のあるところを調べてください。 １．重力と万有引力の単元です。 ２．放物運動です。
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物理の万有引力の質問です。問2までは解けたのですが、問3から問5まで分からず困っています。どなたか解ける方がいらっしゃいましたら、教えていただきたいです。よろしくお願いします。 〈問題〉 図1のように地上から、質量mの衛星を打ち上げて軌道に乗せることを考える。ただし、地球は点Oを中心とする密度一様な球体とし、地球の半径をR，地球の質量をM、万有引力定数をGとする。また、地球の自転による効果については考慮しない。 問1 地上での重力加速度の大きさをR, M, Gを用いて表しなさい。 mg＝GMm/R^2 g＝GM/R^2 問2 衛星を地上より鉛直上向きに速さ Voで打ち上げて，地球の中心から 2R の点Aに達した時に速さが0になった。この時の速さVoを求めなさい。 力学的エネルギー保存則より、 1/2mv0^2-GMm/R＝0-GMm/2R 1/2mv0^2 ＝-GMm/2R +GMm/R ＝GMm/2R mv0^2＝GMm/R v0^2＝GM/R v0＝√GM/R 問1より、GM＝gR^2より、v0＝√gR 問3 衛星が点Aに速さ0で達した直後，OAに垂直な方向に速さ VAに加速して、点Aから地球の中心を通る延長線上の OB = 6R となる点Bに到着した。この時の速さVA，及び、点Bに到着した時の速さ VBを求めなさい。 間4 衛星が点Bに達した直後，速さ Vcに加速して地球に対し半径 6Rの等速円運動をさせる。その時の速さ Vcと公転周期Tcを求めなさい。 問5 地球に対し半径 6R の等速円運動をしている衛星の運動エネルギーKを用いて、この衛星がもつ力学的エネルギーを表しなさい。ただし、万有引力による位置エネルギーの基準点は無限遠とする。
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お礼
お手数おかけしました。回答ありがとうございます