質問: 遠い人工衛星ほど遅く回る 地球に近い人工衛星ほど早く回り、遠いほど遅く回るのは角運動量保存の法則のためだと思いますが、なぜ角運動量が保存されるのかも分かりません。どなたか分かりやすく教えてくださるとありがたいのですが。よろしくお願いいたします。
回答: 「角運動量が保存される」とは、「エネルギーが保存される」と考えれば理解できると思います。 具体的にいえば、糸につないだオモリがクルクル回っている状態で、外力が働かない限り、糸の長さだけを短く(または伸ばす)した場合、回転が速く(遅く)なります。これは、よくスケートのアリーナが回転しているときに、手足を縮め回転を早くする場合の原理です。 数式は e(角運動量)=mvr (m:質量、v:速度、 r:半径)です。 角運動量保存とは、単純に言えば、上記のeが、m,v,rが変化しても、外力が働かない場合(外からエネルギーが与えられない)は、一定であることを言います。 質問者の意図は、近くを回る衛星と、遠くを回る衛星の話であれば、no1からno3の回答者の説明されているとおりです。 また、確かに、質問者の言うとおり、楕円軌道の場合の 衛星や人工衛星や惑星の場合は、外力が働かないため、角運動量が保存され(一定時間で、中心点から移動した距離の面積(円弧の面積)が一定)た運動を行います。