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惑星が描く楕円軌道 ※焦点の定義 楕円とは、ある2点からの距離の和が一定となる点で描かれた曲線 のことです。 この、 ある2点のことを「焦点」 と呼びます。 図1中に、惑星(点P)と2つの焦点を結ぶ点線を示していますが、点Pが楕円軌道上のどこにあっても、点線の長さはいつも同じになります。 また、この定義からいうと「真円とは、2つの焦点が一致した特殊な楕円」ということができます。 豆知識➀ 遠日点と近日点(遠地点と近地点) 図1中に示した 点Aを「遠日点」、点Bを「近日点」 と呼びます。 文字通り、「遠日点」とは 太陽と惑星の距離が最も遠くなる点 のことです。 一方「近日点」では、 太陽と惑星の距離が最も近く なります。 彗星など、極端に細長い楕円軌道を持つ天体では、遠日点にいるか近日点にいるかで、太陽との距離が数十倍~百倍くらい変わってきます。 ちなみに、惑星のまわりを回る衛星の軌道にも、ケプラーの第1法則は適用できます。 焦点にいるのが地球、楕円軌道を回るのが月だった場合、 点Aは「遠地点」、点Bは「近地点」 と呼ばれます。 豆知識② 小惑星リュウグウの軌道 2018年6月27日、JAXAの小惑星探査機「はやぶさ2」が 小惑星リュウグウ に到着しました。 小惑星リュウグウの公転軌道はどうなっているのでしょうか? リュウグウの公転軌道は、地球などの惑星と比べると細長い楕円形状です。 リュウグウの遠日点は火星の軌道と重なり、近日点は地球の公転軌道より内側にあります。 つまり、地球~火星の近くを行ったり来たりしている小惑星だということです。 うっかりタイミングが合ってしまったら、地球に衝突するかもしれない天体なのです! 「PHA(潜在的に危険な小惑星)」 と呼ばれる、地球に衝突する可能性が高く、かつ衝突したら地球に与える影響が大きい小惑星に分類されています。 面積速度一定の法則ともいいます。 「太陽と惑星を結ぶ線が、一定時間に描く面積は一定である。」 では、図2を見ていきましょう。 図2. ケプラーの第一法則 導出. 面積速度一定を示す図 ある一定時間に、惑星が楕円軌道上の点a~点bまで進んだとしましょう。 焦点の1つにいる太陽と、点a, bを線で結ぶと、水色で示したくさび型ができます。 次に、同じくある一定時間に、惑星は楕円軌道上の点c~点dに進みました。 ここでも、太陽と点c, dを線で結んだくさび型ができます。 この くさび型の面積が、惑星が楕円軌道上のどこにあろうと一定になる 、というのがケプラーの第2法則です。 水色で示した面積は、いつでも等しいのです。 この法則は、何を意味するのでしょうか?
ケプラーとティコ・ブラーエ ケプラー(Johannes Kepler1571~1630)の話をする前に、必ず言及しなければなら天文学者がいます。右、ティコ・ブラーエです。 ティコ・ブラーエ(Tycho Brahe1546~1601)は、デンマークの有名な天文学者です。彼は、天文機器開発はもちろん、星の位置についての膨大な資料を残して、以後の天文学の発達に大きな貢献をしました。 ケプラーは、ブラーエが死んだとき、16年間にわたる観測データの整理を遺言で委託受け、これを土台に1609年にケプラーの1、2法則を発表しました。 ニュートンの力学法則が出るようになった過程にも、ケプラーの法則が大きな貢献をしたことが知られており、ニュートンはケプラーの法則に感銘を受けましたと伝えています。 つまり、ケプラーの法則は、それ自体としてだけではなく、物理学にも大きな発展を遂げました。 ケプラーの第1法則:楕円軌道の法則 惑星は太陽を一つの焦点とする楕円軌道を描いて公転します。 ケプラーの第2法則:面積 - 速度一定の法則 惑星が単位時間の間に楕円軌道をさらって過ぎ去っ扇形の面積は常に一定です。 ケプラーの第3法則:調和の法則 公転周期の2乗は、軌道の「半長軸」の3乗に比例します。 \[ (公転周期(P))^{2} ∝ (軌道半長軸(a))^{3} \]
(+α):高校範囲外になりますが、この面積速度一定の法則は様々な運動で成り立ち、「角運動量保存則」と言う名前がついています。 興味のある人は調べてみて下さい。 ケプラーの第三法則 ケプラーの第3法則とは、惑星の公転周期をT、楕円の長半径をaとした時、 \(\frac {T^{2}}{a^{3}}\) が常に一定となると言う法則です。 $$\frac {T^{2}}{a^{3}}=k (k=一定)$$ 例えば、地球の公転周期は1年、 地球が運動する楕円軌道の長半径は およそ1. 5×10 8 (km) 木星の公転周期は11. 9年 木星が運動する楕円軌道の長半径はおよそ7. 8×10 8 (km) 実際に計算してみると、 地球が3. ケプラーの第一法則 英語. 375 木星が3. 351 と、確かにほぼ同じになります。 ケプラー3法則と万有引力の確認問題 これまでの「万有引力の法則〜ケプラーの法則」3回のまとめとして、定着用の問題を作りました。 一題で基礎的なことが色々と問えるので、(数字などは違えども)似た問題は超頻出です。 定着問題 今、<図4>の惑星Aを中心に人工衛星が速度v1で円運動している。 その後、周回軌道上の点Pで衛星を速度v p まで加速させると、 青色で示したAを焦点の一つとする楕円軌道上を運動し始めた。 万有引力定数をG、惑星Aの質量をM、人工衛星の質量をm、惑星の半径をR、とするとき 問1:人工衛星の速度v1を求めよ。 問2:加速後の点Pでの速度vpはv1の何倍かを求めよ。 問3:<図4>上に示した点Qでの人工衛星の速度vqを求めよ。 問4:青色の楕円軌道の周期T'を求めよ <図4:ケプラーの法則まとめ問題図> 解答解説 問1:惑星Aを中心とする円運動 見直したい人は「 第一宇宙速度と万有引力を向心力とした円運動 」を読んでみて下さい!
ケプラーの法則は、17世紀初頭、 ヨハネス・ケプラー によって導かれました。 たった 3つの法則 で、太陽のまわりを回る惑星の運動が正確にわかるのです。 ケプラーの法則 第1法則 :惑星の公転軌道は、太陽を1つの焦点とする楕円になる。 第2法則 :太陽と惑星を結ぶ線が、一定時間に描く面積は一定である。 第3法則 :惑星の公転周期の2乗は、その惑星の太陽からの平均距離の3乗に比例する。 それでは、これら3つの法則が意味するところを見ていきましょう。 目次 1. ヨハネス・ケプラーってどんな人? 2. ケプラーの第1法則 豆知識➀ 遠日点と近日点(遠地点と近地点) 豆知識② 小惑星リュウグウの軌道 3. ケプラーの第2法則 豆知識③ 彗星は太陽に近づくとスピードを上げる 4. ケプラーの第3法則 豆知識④ ニュートンの万有引力の法則による証明 5.
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夢は私たちが日常では意識できていない深層心理を、シンボリックな形や表現で映し出すといわれています。 夢はあなたの本音や本性を表し、自らを振り返る「気づき」を促してくれるのです。それゆえ、古来より夢は占いに発展していきました。 見た夢を分析していくことで、これから起こりうることや今の運勢がわかるのです。 今回は、 誰かに「嫌われる夢」 の意味についてくわしく紹介していきます。 嫌われる夢は「コンプレックス」の象徴 人に嫌われる夢は、あなたのコンプレックスの表れである可能性があります。 人に嫌われたくはないけれど、好かれる自信がない。周囲の人は自分をどう思っているのか、不安でたまらない。 そんな気持ちになっているときに、嫌われる夢を見ることがあります。 誰かに嫌われてしまうかもしれないという恐怖心が、この夢を見せているのです。 「夢で嫌われた相手」とは絆が深まる また、嫌われる夢にはもうひとつ意味があります。それは、 夢の中で嫌われた相手と今以上に良い関係を築いていける、相手との絆がより深まるという暗示です。 嫌われるのは嫌だという気持ちが強い相手だからこそ夢に出てきて、本来とは逆の意味の夢を見せるのです。 嫌われる夢は、悪い夢ではありません。 人との絆が深まる可能性を告げる吉夢である場合が多いです。 嫌われる夢ばかり見るのはなぜ? 嫌われる夢は、現実で環境が変わり、人間関係に変化があったときに見やすいといわれています。そんなときには誰でも不安を感じます。その気持ちが夢になって表れるのです。 何度も見る場合は、早く環境に慣れなくてはと焦っているのかもしれません。
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