题目内容

【题目】宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统,通常可忽略其他星体对它们的引力作用.已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式:一种形式是三颗星位于同一直线上,两颗星围绕中央星在半径为R的同一圆轨道上运行;另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上,并沿外接于等边三角形的、半径为R的圆形轨道运行.设每颗星体的质量为m.
(1)试求第一种形式下星体运动的周期T1
(2)试求第二种形式下星体运动的周期T2

【答案】
(1)

第一种形式下,由万有引力定律和牛顿第二定律,

由式联立得:


(2)

第二种形式下,由万有引力定律和牛顿第二定律,得

由式联立得:


【解析】解:(1)第一种形式下,由万有引力定律和牛顿第二定律,

由式联立得: (2)第二种形式下,由万有引力定律和牛顿第二定律,得

由式联立得:
【考点精析】认真审题,首先需要了解卫星问题多星系统(所谓地球同步卫星,是相对于地面静止的,这种卫星位于赤道上方某一高度的稳定轨道上,且绕地球运动的周期等于地球的自转周期;同步卫星的轨道一定在赤道平面内,并且只有一条.所有同步卫星都在这条轨道上,以大小相同的线速度,角速度和周期运行着).

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