人工衛星

はじめに

ここでは，地球の周りの人工衛星の打ち上げと運動を取り上げる．人工衛星は地球からの万有引力を受けて運動する．その運動は運動方程式 (運動の第２法則)に従っている．一方，打ち上げるときの位置と速度（初期条件）は，打ち上げる側が目的に適うように与える．初期条件を与えると，その後の運動は運動方程式によって一意的 に決められる．万有引力のもとでの運動は，初期条件によって決定される３次元空間内の 一平面内で起こる．このことは，中心力である万有引力のもとでの運動では，角運動量 が保存されるという法則の結果でもある．加えて，万有引力は保存力であるから，人工衛星の 力学的エネルギーも保存される．
ここでは，人工衛星の運動方程式をいろいろの初期条件のもとで数値的に解き，それらをアニメーションで表示している．　運動が起こる平面を x-y 平面に選び, 地球を半径 1 のみどりの円盤で表している．シミュレーションとアニメーション画像の作成には，科学技術計算の統合ソフトウェア Mathematica (Wolfram Research) を使用した．

上述の文章で，太字で示した物理用語の説明は，対応する下記の項目

の部分をクリックして見ることできる．しかし，ここの説明は少し進んだ形で与えているので，最初は読み飛ばしてもよい．

推奨する学習方法
（１）　まず，目次 [ A ] 準備 のページを開き，このプログラムで用いる「長さ」と「時間」の単位の内容をよく把握する．
（２）　次に目次の順序で，[ B ] から [ D ] まで実行し，人工衛星の打ち上げとその運動の状況を一通り概観する．
（３）　その後，[ B ] と [ D ] に戻って，問題の解答へと進む．

物理学シミュレーション

人工衛星

Artificial Satellite

はじめに