向心力の公式 F = m v 2 r = m r ω 2 ⋯ ④ ( ∵ v = r ω) 円運動している何かしらの物体において, 皆さんは 遠心力 という言葉を使うことがあるかもしれませんが, 物理的には 遠心力 という力は存在しません. 実際に作用している力は 向心力 になります. なので, 遠心力 とは 向心力 の反作用成分であり,見かけ上の力に過ぎないのです. わかりやすい例を挙げるとすると, ロープに繋がれたバケツを回すことをイメージしてみてください. ロープはたわまず,張っている状態だと思います. そして,ロープを引っ張っているという実感があなたにはありますよね? 向心力は,張っている状態にあるロープによって生み出されています. 第一宇宙速度の導出 地球に沿って,物体が円運動するということは 物体の向心力と万有引力が釣り合いの関係にあるということになります. 第一宇宙速度、第二宇宙速度、第三宇宙速度 | 理系ノート. したがって,地球の半径を R とすると第一宇宙速度 v1 は m v 1 2 R = G M m R 2 R v 1 2 = G M v 1 2 = G M R v 1 = G M R = g R ( ∵ G M = g R 2) このように導出可能です. 第二宇宙速度の導出 力学的エネルギー保存則を用いて, 初速 v2 で打ち上げられた物体の運動エネルギーと その瞬間での,地球の重力による位置エネルギーから導出が可能です. 力学的エネルギー保存則とは, 運動エネルギーと位置エネルギーの和が一定になるというものでしたので, 以下のようになります. 1 2 m v 2 2 − G M m R = 0 1 2 m v 2 2 = G M m R 1 2 v 2 2 = G M R v 2 2 = 2 G M R = 2 g R 2 R ( ∵ G M = g R 2) ∴ v 2 = 2 g R どちらの宇宙速度も基本公式を理解していれば簡単に導出可能です. まとめ 難しくみえる内容ですが, 基本公式の成り立ちを理解していれば公式を自分で導出していくことが可能です. 公式の丸暗記では,将来的な応用が効きませんし すぐに忘れてしまいますので,自分で導出できるようになるのが良いと思います. ちなみに僕は既に忘れていました.
9\:\mathrm{km/s}$ となります。 第二宇宙速度の計算式 第二宇宙速度は、 $v_2=\sqrt{\dfrac{2GM}{R}}$ 第二宇宙速度は、第一宇宙速度のちょうど $\sqrt{2}$ 倍というのがおもしろいです。 第二宇宙速度の計算式の導出: 投げる物体の質量を $m$ とします。初速 $v$ で投げ出された瞬間の運動エネルギーは $\dfrac{1}{2}mv^2$ また、同じ瞬間における、地球の重力による位置エネルギーは、 $-\dfrac{GMm}{R}$ 運動エネルギーと位置エネルギーの和が $0$ 以上のとき、地球の重力を振り切ることになるので、第二宇宙速度 $v_2$ は $\dfrac{1}{2}mv_2^2=\dfrac{GMm}{R}$ を満たします。 これを $v_2$ について解くと、$v_2=\sqrt{\dfrac{2GM}{R}}$ が分かります。実際に、$G, M, R$ の値を入れて計算すると、$v_2\fallingdotseq 11. 2\:\mathrm{km/s}$ となります。 なお、第一宇宙速度、第二宇宙速度の計算式は、地球以外の他の天体(月など)でも成立します。 次回は 運動量と力積の意味と関係を図で分かりやすく説明 を解説します。
高校物理における 第一宇宙速度について、スマホでも見やすいイラストで慶應生がわかりやすく解説 します。 本記事を読めば、第一宇宙速度とは何か・求め方について物理が苦手な人でも理解できるでしょう! 本記事では、よくある疑問として挙げられる 第一宇宙速度と第二宇宙速度の違いにも触れている充実の内容 です。 5分程度で読めるので、ぜひ最後まで読んで第一宇宙速度をマスターしてください! 1:第一宇宙速度とは? まずは第一宇宙速度とは何かについて解説します。 人工衛星を打ち上げると、人工衛星は地球の周りを運動しますよね?
9kmとなります。
7×10 -11 (m 3)/(s 2 ×Kg) 地球の半径R=6400× 10 3 (m), 地球の質量M=6× 10 24 (Kg) とすると、(分かりやすい様にかなりきれいな数字にしています。実際の試験では、文字のまま出題されるか、必要ならば数値が与えられるのでそれに従ってください。) これらの数値を$$v_{1}=\sqrt {\frac {GM}{R}}$$ に代入して、$$v_{1}=\sqrt {\frac {6. 7× 10^{-11}×6×10^{24}}{6. 4×10^{6}}}$$ $$v_{1}=\sqrt {\frac {6. 7×6×10^{7}}{6. 4}}$$ $$≒\sqrt {6. 28× 10^{7}}≒7. 9×10^{3}(m/s)$$ 従って、大雑把な計算ですが第一宇宙速度は7. 【高校物理】「第一宇宙速度」(練習編) | 映像授業のTry IT (トライイット). 9(km/s)と計算できることがわかります。 次に、重力と万有引力の関係を使って宇宙速度を求める方法を見ていきます。 重力=万有引力?第一宇宙速度のもう一つの導出法 地上から見ると地球は自転しているので、遠心力が働いているように考えることができます。 つまり、重力(mg:gは重力加速度)=万有引力ー遠心力となるのですが、 高校の範囲では遠心力を無視して考えます。(万有引力に比べて小さ過ぎるため) そこで、地表付近では以下の式が近似的に成り立ちます。 $$mg=G\frac {Mm}{(R+0) ^{2}}$$ この式より、万有引力定数Gと重力加速度gは $$g=G\frac {M}{(R) ^{2}}$$ このように表すことができます。 $$g=\frac {GM}{R^{2}}⇔ gR=\frac {GM}{R}より、$$ $$ここで、v_{1}=\sqrt {\frac {GM}{R}}に上の式を$$ 変形して代入すると $$v_{1}=\sqrt {gR}$$ g(重力加速度)を9. 8(m/s 2)、R(地球の半径)を6. 4× 10 6 (m)として、 $$\begin{aligned}v_{1}=\sqrt {9. 8×6. 4× 10^{6}}\\ =\sqrt {6272000}0\end{aligned}$$ これを計算すると、第一宇宙速度v1≒7. 92× 10 3 (m/s) よって、こちらの方法でも第一宇宙速度v1=7.
面接や作文が不安な場合には 、オープンキャンパスに参加 してみるのがおすすめです 。 参加無料ですし キャンパスの雰囲気 などを 知ることができ て、入学後の自分の姿を具体的に想像しやすくなりますので面接や作文の対策にもなります。 オープンキャンパスは 学校説明のほかにも、先輩たちとの交流イベントや個別相談なども開催されて充実した内容です。 質問したいことや、受験前に知っておきたいことなどを担当スタッフや先輩生徒などから直接 聞くことができ て不安を解消できますよ! 自分に合った通信制高校を選ぶヒント 通信制高校というと、「学校に行かなくてもいい」というイメージがあると思います。 通学のない、完全な通信制コースの学校もありますが、 通学圏内にある通信制高校を選んだ方が、勉強でわからない箇所を先生に聞くことができるため、 完全な通信コースに比べて高校を卒業しやすくなります 。 まずは通える範囲の通信制高校を検索、トライ式高等学院だけでなく、他学校の資料も取り寄せて、比較するところからはじめてみましょう。
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