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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。
9 ≒ 1. 41×7. 9 ≒ 11 km/s です。 この速さ以上で大砲を撃てば、砲弾は地球の引力を振り切って遥か彼方まで飛んでいきます。上で挙げた数値の例でいいますと、運動エネルギーと位置エネルギーの和が -250J とか -280J ではなく 0J とか 10J とか プラスになった 状態です。 ちなみに、人工衛星は地球の引力を振り切って脱出すると、今度は太陽の引力に捕まって太陽の周りを回り出します。すると「人工衛星」という名前でなくなり「人工惑星」という呼び名に変わります。恒星(太陽)の周りを回るのが 惑星 で、惑星の周りを回るのが 衛星 です。人工衛星と人工惑星を総称して「人工天体」と呼びます。 また、第1宇宙速度、第2宇宙速度の他に 第3宇宙速度 というものもあります。
8 m/s 2 、地球の半径 R = 6. 4×10 6 m として第1宇宙速度の具体的な数値を求めてみますと、 v = \(\sqrt{gR}\) = \(\sqrt{\small{9. 8\times6. 4\times10^6}}\) = \(\sqrt{\small{49\times2\times10^{-1}\times64\times10^{-1}\times10^6}}\) = \(\sqrt{\small{7^2\times2\times8^2\times10^{-1}\times10^{-1}\times10^6}}\) = \(\sqrt{\small{7^2\times2\times8^2\times10^4}}\) = 7×8×10 2 ×\(\sqrt{2}\) ≒ 56×10 2 ×1. 41 ≒ 79. 0×10 2 = 7. 9×10 3 第1宇宙速度は 約7. 9×10 3 m/s つまり 約7. 9km/s です。 地球に大気が無くて空気抵抗が無い場合、この速さで水平向きに大砲を撃てば砲弾は地球を一周して戻ってくるということです。地球一周は 約4万km ですからこれを 7. 第一宇宙速度と第二宇宙速度の導出 │ Webty Staff Blog. 9 で割ると 約5000秒 ≒ 約1.
力学 2020. 11. 22 [mathjax] 定義 以下の計算で使うので先に書いておきます。 $r$:地球と物体の距離 $G$:万有引力定数 $M$:地球の質量 $m$:物体の質量 第一宇宙速度 第一宇宙速度とは、地球の円軌道に乗るために必要な速度。第一宇宙速度より大きい速度であれば、地球の周りを衛星のように地球に落ちることなく回る。 計算 遠心力と重力(万有引力)のつりあいの式を立てる。 $m\displaystyle\frac{v^2}{r}=G\displaystyle\frac{Mm}{r^2}$ これを解くと、 $v=\sqrt{\displaystyle\frac{GM}{r}}$ 具体的に地表での値を代入すると、$v\simeq 7. 第一宇宙速度、第二宇宙速度、第三宇宙速度 | 理系ノート. 9 (km/s)$となる。 第二宇宙速度 第二宇宙速度とは、地球の重力から脱出するために必要な速度。 計算 重力による位置エネルギーと脱出するための運動エネルギーが等しいとして計算する。 $\displaystyle\frac{1}{2}mv^2-G\displaystyle\frac{Mm}{r}=0$ これを解くと、 $v=\sqrt{\displaystyle\frac{2GM}{r}}$ 具体的に値を代入すると、$v\simeq 11. 2 (km/s)$となる。 第三宇宙速度 第三宇宙速度とは、太陽系を脱出するために必要な速度。 計算 太陽の公転軌道から脱出するには上と同様の考えで$v_{E}$が必要。($R$は地球太陽間の公転距離、$M_{s}$は太陽質量) $v_{s}=\sqrt{\displaystyle\frac{2GM_{s}}{R}}$ 地球の公転速度を差し引く必要があるのでそれを求めると(つり合いから求める) $v_{E}=\sqrt{\displaystyle\frac{GM_{s}}{R}}$ よって相対速度は、$V=v_{s}-v_{E}$ $\displaystyle\frac{1}{2}mv^2-G\displaystyle\frac{Mm}{r}=\displaystyle\frac{1}{2}mV^2$ $v=\sqrt{\displaystyle\frac{2GM}{r}+\biggl(\sqrt{\displaystyle\frac{2GM_{s}}{R}}-\sqrt{\displaystyle\frac{GM_{s}}{R}}\biggr)^2}$ である。 具体的に値を代入すると、$v\simeq 16.
9 km/s (= 28, 400 km/h) である。地表において、ある物体にある初速度を与えたと仮定した場合、その速度がこの速度未満の場合はどのように打ち出したとしても、 弾道飛行 [1] の後に、地球の地表に戻ってしまう。逆に、これを越えて [2] (第二宇宙速度未満で) 水平 に打ち出した場合、その地点を近地点とする 楕円軌道 に投入される。 第二宇宙速度(地球脱出速度) [ 編集] 第二宇宙速度とは、 地球 の 重力 を振り切るために必要な、地表における初速度である。約 11. 2 km/s(40, 300 km/h)で、第一宇宙速度の 倍である。地球から打ち上げる 宇宙機 を、深 宇宙探査機 などのように太陽を回る 人工惑星 にするためには第二宇宙速度が必要である。地球の重力圏を脱出するという意味で 地球脱出速度 とも呼ばれる。 第三宇宙速度(太陽系脱出速度) [ 編集] 第三宇宙速度とは、第二宇宙速度と同様の考え方で地球軌道・地表においてある初速度を与えたとして、 地球 さらには 太陽 の 重力 を振り切るために必要な速度で、約 16.