高校物理

高校物理
5分でわかる!静止衛星

69

5分でわかる!静止衛星

69

子どもの勉強から大人の学び直しまで
ハイクオリティーな授業が見放題

カンタン登録1分

この動画の要点まとめ

ポイント

静止衛星

高校物理 運動と力78 ポイント1

これでわかる!
ポイントの解説授業
lecturer_avatar

今回は 静止衛星 について解説していきましょう。

地球から見て静止している衛星=静止衛星

lecturer_avatar

下図に描かれた球体は地球です。中央を通る点線は北極点と南極点を結ぶ地軸で、地球はこの地軸を中心に自転しています。

高校物理 運動と力78 ポイント1 図のみ

lecturer_avatar

この自転の周期をTとすると、T=24[h]となります。地球が24時間で1周することは皆さんもよく知っていますよね。

lecturer_avatar

今回学ぶ 静止衛星 とは、衛星自体が静止しているのではなく、 自転している地球から見て常に静止しているように観測される衛星 のことです。もう一度図を見てください。

高校物理 運動と力78 ポイント1 図のみ

lecturer_avatar

地球の表面を回る黒いラインを赤道とします。この赤道の上空を回る衛星を考えてみましょう。この 衛星の回転方向は地球の自転と同じ向き であり、 周期も同じ24[h] であれば 常に上空に静止 しているように見えます。

静止衛星の軌道は赤道上でしかありえない

lecturer_avatar

ここで、静止衛星の軌道は赤道上空でしかありえないことを覚えておきましょう。理由はなぜだかわかりますか? この衛星にはたらく万有引力Fは地球の重心向きでしたね。

高校物理 運動と力78 ポイント1 図 人工衛星に左向きの矢印F追記

lecturer_avatar

また円運動の加速度の方向も同様に円の中心向きです。つまり万有引力の方向と加速度の方向が一致するのです。このように万有引力が円の中心に向かう力、 向心力 の役割を担って初めて円運動が成り立ちます。

lecturer_avatar

仮に赤道でない場所、例えば日本上空を回る静止衛星がある場合、その軌道上の衛星にはたらく万有引力は地球の重心を向きます。このとき、円運動の加速度は地球の重心ではなく、地軸に下ろした垂線の足を向きます。この垂線の足が円運動の中心になるからです。そうなると万有引力は地球の重心に向かい、加速度は垂線の足に向かうため、2つの方向が一致しません。よって、万有引力が向心力の役目を果たせないため、この運動はありえないということが言えます。

lecturer_avatar

万有引力と円運動の加速度が一致するのは赤道上空だけ なので、 静止衛星は赤道上空にのみ存在する ということを覚えておきましょう。

高校物理 運動と力78 ポイント1

この授業の先生

鈴木 誠治 先生

知識ゼロからでもわかるようにと、イラストや図をふんだんに使い、難解な物理を徹底的にわかりやすく解きほぐして伝える。

静止衛星
69
友達にシェアしよう!
  • 学校で使っている教科書にあわせて勉強できる

      会員登録をクリックまたはタップすると、利用規約・プライバシーポリシーに同意したものとみなします。
      ご利用のメールサービスで @try-it.jp からのメールの受信を許可して下さい。詳しくは
      こちらをご覧ください。

      この授業のポイント・問題を確認しよう

      運動と力

          会員登録をクリックまたはタップすると、利用規約・プライバシーポリシーに同意したものとみなします。
          ご利用のメールサービスで @try-it.jp からのメールの受信を許可して下さい。詳しくは
          こちらをご覧ください。

          万有引力

              会員登録をクリックまたはタップすると、利用規約・プライバシーポリシーに同意したものとみなします。
              ご利用のメールサービスで @try-it.jp からのメールの受信を許可して下さい。詳しくは
              こちらをご覧ください。

              高校物理