twitterの問題6の解答

<解答>

面積速度一定の法則

$\rm O$を中心として物体が運動しているときを考える.

物体の軌道面と平行な力が中心$\rm O$(または中心軸)を向くとき,面積速度$\dfrac{\Delta S}{\Delta t}$が一定となる.

面積速度は中心$\rm O$と物体を結ぶ線分が単位時間あたりに通過する面積である.

上図のように,$\rm O$と物体の距離が$r$,物体の速さを$v$,$\rm O$と物体を結ぶ線分と速度とのなす角を$\theta$とすると,面積速度は

$\dfrac{\Delta S}{\Delta t}=\dfrac{1}{2}rv\sin\theta$

面積速度$\times$微小時間$=$微小時間に通過した面積

より,

面積速度$\times $周期$=$1周して通過した面積の和

人口衛星が1周すると楕円の面積$\pi ab$分通過するので

$A\times T=\pi ab$ $\therefore\,\,$ $T=\dfrac{\pi ab}{A}$

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