2022年度【九州大学】物理[1]解説～その２～

九州大物理２０２２年の問題を解説します。
今回は、［１］のその２として、問２から最後まで解説します。

問１は、なかなか野心的な問題で今後、問題集に採録されそうな問題でした。それは、言い換えると受験生は戸惑ったともいえるでしょう。
後半となる問２からは、平常運転に戻してくれた印象です。

では、問２から行きましょう。

（１）は面積速度の問題です。難関大は近日点、遠日点での面積速度は出ませんね。しっかりと楕円の接線方向の速度を分解して、距離と直角になる成分ｖ⊥を成分分解して用います。

（２）は定義通りですね。U＝ーGMｍ/ｒとなります。

（３）も特にひねりはなく、通常のエネルギー保存則で立式すればよさそうですね。ただし、ｖとｖ⊥は使えません。なので、ｖを成分分解していきます。（１）でｖ⊥が出ているので、変形の方向性はすぐに出るでしょう。

（４）はちょっと変わった問題でした。どう考えても数学ですよね。
極値を出さなくてよいとありますが、ｒ→∞は明らかに０ですから、極値が＋かーかは、チェックする必要があります。
また、ｒｃの値は、Ｖ（ｒ）＝０のときのｒですね。

グラフは、極値がマイナスならば、極値の前後で減少から増加に転じていることが分かります。
これはある程度予測はできますが、極値のｒ座標は、ｒｃの右側にあることは意識して確認しましょう。

問３はまとめて対応します。
（１）は特に問題ないでしょう。
（２）は、無限遠の速度を０にして等式にするか、速さをV∞として、不等式とするかは、お好みかなと思います。

本問は、入試問題は、真ん中か最後が難しいという常識を超えた問題でした。受験生にとって、［１］は神経を使う問題ですが、問１の設定にちょっと戸惑ったかもしれません。
後半の問２、問３は、落ち着いて確実に得点したい問題でした。