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第3宇宙速度 物理
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- tsubu-yuki
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> 自分が第2宇宙速度だと思っていた値(略) それはどうでしょう? 私はあなたの頭の中を覗けませんから、何とも言えません。 質問の文面から「そうなんじゃないかな?」とは仮定はできますけれど。 ちなみに、厳密には(Wikipediaを見ればわかりますが)、 ある惑星に対し(カッコ内は地球の場合) ・常に赤道上に位置する ・公転周期とリンクする(約23時間56分4秒周期) ・一定の離隔距離を保つ(赤道上空35,786km) 条件を満たす軌道を「惑星の静止軌道」と言います。 移動速度と遠心力と引力(重力)のバランスが良くて落ちても来ないし 飛んでも行かない上に、地球の自転との相性も良く、 地表の定点から見る位置が変わらない(静止しているように見える)ので いわゆる「静止衛星」の軌道に選ばれますね。 地球の場合、これらを満たす速度が約3.07×10^3m/sと定義されるわけです。 つまり「地球の静止軌道」ということですね。 さて、ご質問中の「問題」では 「h=地表からの高さ」を静止軌道とする とあります。 上空35,786kmとはどこにも書いてありません。 この場合「地球の静止軌道とは考えない」のではないでしょうか。 なのでこの問題では「3.07×10^3m/s」とは限らないわけです。 あくまでも「地表からの高さ」ですから、 それが「1m」でも「50,000km」でもOKなのです。 だからhとして関係式を作りなさい・・・というのが(a)ですね。 計算を解説するのは面倒なので http://examist.jp/physics/mechanics/jinkoueisei/ 他人さまのページへのリンクで恐縮ですが、参考にどうぞ。 で、与えられたR・g・Tを基に(a)を使って 高度と速度を計算するのが(b)。 計算は面倒なので割愛しますが、 おそらく「地球の静止軌道とその速度」の近似値が出るはず。 (c)でようやく第2宇宙速度。 これも解説が面倒なので https://juken-mikata.net/how-to/physics/second-cosmic-velocity.html 他人さまのお力をお借りして、 第2宇宙速度=√(2gR)≒11.18km/s≒11km/s と導ける、という感じです。
- tsubu-yuki
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3.07×10^3m/s は、地球の静止軌道上にある物体の速度ですね。 第2宇宙速度(地球の引力を振り切る速度=約11.18km/s)とは別ですよ。 まぁ・・ 3.07×10^3m/s ≒ 11,000 km/h ですし、数字が似ているっぽいので混同したのかもしれませんね。 さて、問題の「第3宇宙速度」。 これは「太陽の引力を振り切る速度」、 つまり「太陽系の脱出速度=約16.7km/s」ですね。 ※前提が色々ありますが、割愛。面倒なので(笑)。 で、計算もやはり面倒なので、 http://wakariyasui.sakura.ne.jp/p/mech/bannyuu/jinnkou_ho.html#3 私も直リンだけで済ませます。 ちなみに、リンク先のページは 「その前の質問で紹介されていたページ」からのリンクです。 そのページの最下部、「第3宇宙速度」という言葉に リンクが設定されているのですが、スマホだと見づらいかもですね。 きっと見落としたのでしょう。 なお、Wikiでは https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%AE%87%E5%AE%99%E9%80%9F%E5%BA%A6 こんな感じでまとめられています。 視野は広く持っておいた方が良いですよ。 色んな意味で。
- f272
- ベストアンサー率46% (8012/17124)
https://okwave.jp/qa/q9356574.html これで答えたよね。第3宇宙速度が約17 km/sになることまで,説明付きで書いてある。何がわからないんだ? ちなみに第2宇宙速度は、3.07×10^3m/sではなく約11 km/s です。これも詳しい説明付きで書いてある。
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補足
解答ありがとうございます! つまり、自分が第2宇宙速度だと思っていた値は、画像でいう(b)の人工衛星の速度の値だったということですか?