こんにちは。Horyです。
前回の記事で万有引力の話と天体の運動について、ケプラーの法則を交えながら詳しく解説しました。
今回の記事では円軌道をとる人工衛星をテーマとした問題に取り組みます。
今回も頑張りましょう。
円軌道をとる人工衛星
以下に示すのは等速で円軌道をとる人工衛星の問題です。
この問題を例に解説します。
余談ですが、宇宙スケールで地球上での運動を見たら、地球そのものも自転しています。
だから、宇宙スケールで地球上での運動を地球から見た場合、非慣性系であると言えます。つまり、遠心力が出現します。
慣性系と非慣性系についてはこちらの記事をご覧ください。
（１）解答・解説
万有引力の公式に値を代入します。
地球表面の重力加速度が9.8で一定になることを利用します。
（２）（３）解答・解説
人工衛星の軌道は円軌道を取っているため円運動の運動方程式で動径方向成分を考えれば良いです。
また、周期は円周を接線方向の速度(一定値)で割った値です。
（４）解答・解説
地球から見て人工衛星が静止しているならば、地球の自転周期と人工衛星の回転周期が一致すれば良いです。
