第11回

今日のおさらい
  1. 惑星の運動
    1. ケプラーの第一法則
    2. ケプラーの第三法則
  2. 運動する座標系
今日のまとめと反省

前回に軌道の方程式の導出までできたので,それを解いてみる.適当な変数変換 によって,線形微分方程式になるのでそれを解けばよい.結果として,2次元極 座標表示での楕円の式が出てくる.パラメータによっては,円運動になったり, 双曲線になったりする.そのパラメータは初期条件として決まるわけだが,それ は神さまが決めたことになる.地球は幸い楕円で収まったわけ だが,どこかふっとんでしまった(ε>1)星きもあったであろう.長径,短径等を 求めてみて,楕円らしさにふれる.よく知っている直交座標の楕円の式にもって いくための指針は示しておく.そのあとで,第三法則を示しておく.

ここで話題を変えて,運動する座標系を話をする.ガリレイ変換からガリレイの 相対性原理をする.ここでは絶対時間の存在を仮定しているわけだが,ここから アインシュタインの(特殊)相対性理論に繋がることになる.きっと,電磁気的 な力には座標系の取り方に依存してみえるローレンツ力があるので,そのあたり でもう少し詳しく議論するだろう.ここでは,慣性系でないときの考察をする. 電車が止まったり,曲がったりするときに働く力とかね.

今週の宿題:
  1. 導いた楕円の式から,直交座標での楕円の式を導いてみよう.
今週のレポート:
  1. なし.
今日の質問:
  1. 第三法則は周期の二乗が平均距離の3乗に比例すると 書かれているが,示されたのは「長径の3乗」.平均距離は長径?
    ちがうよね.平均距離はいくらかと言うと,短径になる.でも,長径は短径に比 例するからどちらでもいいであろう.平均距離が短径になることを示すのにちょっ と複素積分なるものを使うのだが,そうでない方法があるかもしれない.
今日の雑談:
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Koji Hukushima (hukusima@phys.c.u-tokyo.ac.jp)