Question

まぁちゃ

万有引力について
静止衛星が赤道上空の円軌道を回らなければいけない理由を問われているのですが、答えが画像です。
そして、その解説の黄色いマーカー部分がわかりません。
だれかわかりやすく教えていただけないですか？

円運動をするためには, 常に円軌道の中心を向く力(向カ)
がはたらかなければならない。重力のみで運動する静止衛星
の場合, 重力は地球の中心向きにはたらくので, 円軌道の中心
が地球の中心と一致する赤道上空をまわる軌道となる。
円運動の向心力と重力の向きについて考える。
静止衛星は, 重力を向心力として円運動をするので, 向心力は
隊の中心に向かう向きである。また, 静止衛星は, 地面との相対速度
0となっており, 地球の自転と同じ角速度で地軸のまわりをまわる必
がある。このとき, 赤道上空以外の場所では, 重力が地球の中心を向
だめに, 地と平行な方向の重力の成分が 0 にならず, 向心力になら
MA したがって, 重力のみを向心力とするためには, 赤道上空をまわ
必要がある。

万有引力 物理 人工衛星 衛星 力学

Answer 1

うずら

見にくいかもですが参考に

まぁちゃ

画像2枚目についてなのですが、
自転と衛星が回る位置が並行でないから相対速度は0にはならない、という認識で合ってますか？

うずら

2枚目の図だと、人工衛星は地球の北半球上空にも、南半球上空にも現れることになります。
人工衛星の軌道面は初速ベクトルの向きによりますが、初速ベクトルと万有引力の両方を含む平面となります。この平面が、赤道（地球の最大断面となる大円）を含む平面と平行な平面と一致することはないです。
なぜなら、赤道を含む面と、それに平行な平面は万有引力を含まないからです。

まぁちゃ

なるほど…何度も申し訳ないのですが、2枚目のこの面を運動する、っていうところではそこで運動はするけども静止衛星ではない、動いて見える衛星となる、ってことで合ってますか？うずらさんのように賢くないので何度も申し訳ないです…

うずら

オレンジライン（北半球）にいる観測者からみると、
人工衛星が北半球にある時と南半球にある時で見えかた（人工衛星の相対位置ベクトル）は変わっているはずです。