大阪市立大学 物理 2019 問5ですが、万有引力による位置エネルギーは考えなくてよいのですか？ また慣性力を使っているので、慣性力のした仕事なども考える必要があると思ったのですがどういうことですか？

-k) 大-理系前期 のをすべて求 00/90 P, 辺BCを あるとき,P OLD 泉 l を考える. A M , β として, こで囲まれた 大阪市立大理系前期 物理 (2科目 150分) 第 1 問 (35点) 2019年度 物理 21 図1のように、地球の中心をEとし, 球形のカプセルの中心Oが,Eを中心とした等速 円運動を行っている.ここで, カプセルの重心はOと一致している. EO間の距離はであ が中心に集まった場合と等しくなることを用いて, 以下の問いに答えよ. る。 地球の質量をM,万有引力定数をGとし, 地球がおよぼす万有引力は、地球の全質量 問1 カプセルの中心の速さ, 等速円運動の周期, および角速度を求めよ. 図2のように,EとO を結ぶ直線を軸とし,Oを原点とする.EからO に向かう向き をェ軸の正の向きとする. カプセルの中に,質量の無視できる長さ 21 の細い円筒を設置し た。ここで、円筒の端はæ= -l およびæ=lであり, 円筒の中心軸は,常に軸と一致さ せている. 質量mの小球を、円筒内のx=xo (No > 0) に静かに置いたところ,軸の正の向きに動 き始めた.ここで,小球は円筒の中を, x軸にそって, なめらかに動くことができる.小球 の質量はカプセルの質量に比べて十分小さく,また, カプセルと小球間に働く万有引力は無 視できるとして、以下の問いに答えよ. 間 2小球が位置π (20≦x≦り)にあるとき、小球に働く万有引力のェ成分を求めよ。た だし,1と考え,|a| ≪1 に対する近似式 =(1+α) = 1 - na を用 いよ. (1+a)^ 問3 円筒とともに回転する観測者からみたとき, 位置にある小球に働く力の成分F を の関数として求めよ。 ただし、 問2の結果を用いよ。 また, 解答用紙のグラフ に,Fをæの関数として描け.

（2）を教えていただきたいです。

〔4〕 万有引力 5000 万有引力定数をG[N･m²/kg2], 地球の質量をM[kg], 地球の半径をR [m], 衛星 の質量をm[kg] として,以下の問いに答えよ。 [A] 地球を中心とする半径 [m]の円周上を, 地球の自転と等しい周期T [s] で, 自 転の向きに赤道上をまわる人工衛星は、地上から静止して見えるので、 静止衛星と いう。 SI (1) 地球の自転の角速度は何rad/sか。 T を用いて表せ。 (2) 静止衛星の円軌道の半径[m]を, G, M, T を用いて表せ。 M 18-===-=Rm2

万有引力の問題です。地球の中心から距離nRの円軌道上の重力がなぜ万有引力の公式で求められるのですか？ 重力=万有引力になるのは対象の物体が地球表面または表面付近の時だけではないのですか？

2 と 238. 人工衛星人工衛星が,地球の中心を中心として, 地球の半径のn倍を軌道半径とする円軌道を一定の速さで まわっている。 地球の半径をR,地表での重力加速度の大 きさをgとして,次の各問に答えよ。 (1) この円軌道上では,重力は地表の何分の1になるか。 (2) 人工衛星の周期を求めよ。 例題33] 地球 02020V 1 R nR | 人工衛星 2

地表からの高さとはどこからの高さなのですか？ 半径Rで円運動してると思ってしまいました

205 だ円軌道上の運動 地球の半径をR, 地球上 での重力加速度の大きさをgとする。 いま, 地表からの 高さ尺のところを円軌道を描いて回る質量mの人工衛 星があるとする。 (1) 人工衛星の速さを求めよ。 (2) 人工衛星の周期 To を求めよ。 軌道上の点Aで人工衛星を加速し, 速さを ひ にした +2R 6R- ところ, 図の点Aが近地点, 点Bが遠地点となるだ円軌道に移り, OB=6R, 点B での速 さは2となった。 (3) 点Aおよび点Bについて力学的エネルギー保存則を表す式を立てよ。 (4) v2 を v1 で表せ。 (5) 01 およびv2 を求めよ。 (6)このだ円軌道を回る人工衛星の周期T を求めよ。 I - I I RUS B <->208

物理です。 （1）mrω*2（2）GMm/r*2 （1）の回答でGMm/r*2としてはいけない理由を教えてください

自転を考慮 (1) 北極での重力を求めよ。 (2) 赤道での重力」 194. ケブラーの法則と万有引力の法則月は地球を中心とする半径rの円軌道を 描くとして,月の公転周期Tとrの関係を求めてみる。月が円軌道を描くための向心力 は,地球と月との間の万有引力である。地球と月の質量をそれぞれ M,m,月が地球を 回る角速度をω 万有引力定数をG とする。 (1) 月が等速円運動するのに必要な向心力の大きさ」を求めよ。 (2) 月にはたらく万有引力の大きさ F2 を求めよ。 ③⑤周期Tと半径rとの関係として、7をG,Mで表せ。 例題 40 M r m 左リ く

なぜ重力=万有引力-遠心力なのですか？

200 重力の大きさ 地球の質量を M, 半径をR, 自転の角速度を w,万有引力定数をGとして,質量mの物体にはたらく重力を, 地球の 自転を考慮して求める。 (1) 北極での重力を求めよ。 (2) 赤道での重力を求めよ。 FC ->206 北極 O 赤道

2番はなぜ重力=万有引力-遠心力となるのでしょうか？

200 重力の大きさ 地球の質量を M, 半径をR, 自転の角速度を w,万有引力定数をGとして,質量mの物体にはたらく重力を地球の 自転を考慮して求める。 (1) 北極での重力を求めよ。 TAM- (2) 赤道での重力を求めよ。 1+8 A LAILL 141A+DU -206 THE I++ ✓ 11/48 Jw ① 北極 赤道 の道を

94 ゆってる事は理解できるんですが、 （1）でなぜ（2）と同じ答えにならないんですか？ 問題文にも向心力は万有引力として働くと書かれてるから（2）と同じく万有引力の大きさを求めるのかと思いました

94. ケプラーの法則と万有引力の法則• 月は地球を中心とする半径rの円軌道を描 くとして, 月の公転周期Tとの関係を求めてみる。 月が円軌道を描くための向心力は 地球と月との間の万有引力である。 地球と月の質量をそれぞれ M. m 月が地球を回る 角速度を、万有引力定数をG とする。 (1) 月が等速円運動するのに必要な向心力の大きさF を求めよ。 (2) 月にはたらく万有引力の大きさ F2 を求めよ。 (3) 周期Tと半径r との関係として、7 M で表せ。 例題18 をG, M m

ここの三重根の外し方を教えてください。 どういう計算するんですか？

解説 (1) 静止衛星は. T=24×60×60 = 8.64×10 (2) 角速度w [rad/s] は, 2π 2×3.14 -=7.26x10-57.3x10-5(rad T 8.64×10' (3) 万有引力が向心力となって円運動をするので、静止 質量を m〔kg〕,軌道半径を [m], 地球の質量をM 万有引力定数を G[N･m²/kg] とすると, 円運動の運 式より, @= mrw² = G Mm GM __ (6.7×10-11) × (6.0×1024 ) w² (7.26×10-5)2 7³ = ≒ =7.62... × 1022 ≒7.6×1022 ゆえに,r= 3/76×107≒4.2×10'[m] Mm 22 162 0.64 倍 解説 地球の質量を M, ある物体の質量をm, 万有引力定 とすると. mg' = G Mm R+ 20 2. R2 4 = G Mm 5 (FR) 16 16 Mm G R2 = 12 25 2

29が分かりません おしえてください！

28 29 30 地球の表面にある物体の質量をm、地球の質量 M 、地球の半径をとする。このとき、次 の問に答えよ。ただし、万有引力定数をGとし、また地球の自転による遠心力は無視できるも のとする｡ (1) 地球の表面における重力加速度の大きさgを求めよ。 (2) 万有引力定数 G = 6.673 × 10-11 [N・m²/kg2], 地球の質量M 球の半径r r= 何 [m/s2] か 6.371 × 10° [m] であるので、地球の表面における重力加速度の大きさは、 = 5.972 x 1024 [kg],地 図のように、質量が無視できて自然長が等しいばね A、 B を、 ①直列、② 並列、で固定 した。ばね定数をそれぞれ kA、 kB とするとき、次の各問に答えよ。ただし、ばねの重さは無 視できるものとする｡ ①直列 ②並列 (1) ① の場合の合成されたばね定数 k を求めよ。 (2) ② の場合の合成されたばね定数 k2 を求めよ。 (3) 直列つなぎ ( ① の場合)において、 kA = kB = 5.0 x 10 [N/m] のばねを使い、 重さ 5.0 [N] のおもりをつるしたと き、ばね1本あたりにおけるばねの自然長からの伸びの長さ は何 [m] か。 A (4) 並列つなぎ ( ② の場合)において、 KA = KB = 5.0 x 10 [N/m] のばねを使い、 重さ5.0 [N] のおもりをつるしたとばねB き ばね1本あたりにおけるばねの自然長からの伸びの長さ は何 [m] か。 軽い定滑車 P と軽い動滑車 Q がある。 それらに糸を通し、 糸の一端は天井に、もう一端には質量mのおもりAをつ 最 のおもりBをつるす。 最初、 P B