Question

ドラコ・フォイフォイ

物理の問題で下の写真の問2なのですが、なぜ相対速度の相対性の対象となる速さが円運動をしているときのvではなく、噴射後のvなのでしょうか？

1年度 物理 17
1物理
(80 分)
図のように木星の中心を0とし,質量をM[kg]とする。万有引力定数を GIN'm'/kg"]とし
て次の問いに答えよ。(配点35%)
問1 図の破線のようにOを中心とする半径R[m]の円軌道を質量mo(kg]の惑星探査機が等速
円運動をしている。この惑星探査機機の速さ vo [m/s) を求めよ。
同2 感星探査機は点Sで惑星探査機に対する相対速度として, 後方に速さ w[m/s)で質量
m]lkg) のガスを瞬間的に噴射して加速した。加速直後の惑星探査機の速さ」[m/s)を求め
よ。

(4)DQ=
-valm/s] ucはsom
LI1)UJ
(3)01 V 3R
V5
急a 3 点
問4.F=26[N)
解説>
く万有引力による円運動と楕円運動, 分裂>
開1.惑星探査機は,木星から受ける万有引力を向心力として等速円運動を
しているので,円運動の半径方向の運動方程式は
2
Vo
=G
Mmo
Mo
R
R°
この力につ合う
[amlre
GM
[m/s](: 負の値は不適)
Vo=
VR
こちのしま製者
間2.噴射したガスの速さは nーu[m/s] なので,運動量保存則より
00.
000
X01x00.1
movo=(mo-mi)i+mi()-u)
Miu[m/s」
Uュ= V0+2
Mo
間3.(1) 問題の図より, 楕円の長軸の長さは6R[m] なので, 半長軸の長

物理 運動量保存則

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

Crystal Clear

問題文の不備と言えば不備です。
噴射後の探査機に対する相対速度として～
と書かれていれば紛れがないです。

噴射前に対して後方にuとした場合答えが異なりますが、m1/m0が1より充分小さいとき両者は一致するので、この問題文ならばどちらも正解となるでしょう。
まじめに考えるなら、連続的に噴射することを考えることになりますが、その場合両者の違いはなくなります。