m ん 基本例題 65 人工衛星 図のように,地表からの高さが地球の半径と同じ である円軌道を回る人工衛星がある。 地表での重力加速 S 度の大きさをgとし, 地球の自転の影響は無視する日で (1) 人工衛星の高さでの重力加速度の大きさをg' とす る。 g′ は g の何倍か。 (2) 人工衛星の速さ”はいくらか。 (3)人工衛星の回転の周期はいくらか。(d 人工衛星 地球 RR 解答 (1) 人工衛星と地球の質量をそれぞれm,M,万有引力定数を G とする。 自転による遠心力を無視すると, (重力)=(万有引力) だから, ・地表 mg=G- Mm R2 GM よって,g=- この関係から,GM=gR2 R2 Gが与えられていないときは,上式を利用 地表からの高さがRの点mg'=G- Mm (2R)2 よって,g'=- GM1.GM_11 4R² 4 R² 491倍 = (2) 人工衛星は万有引力を向心力として, 地球の中心のまわりを等速円運動するから, v=GM=gR2_gR よって,v= gR 2 (2R) 2R 2R 2 tu v2 Mm m =G- 2R /2R (3) T= =4π₁₁ のんび 地球の 自転周期をとす 27.2R I 8 (中