题目内容

宇宙中某星体,每隔4.4×10-4 s就向地球发出一次电磁脉冲,有人曾经乐观地认为,这是外星人向我们地球人发出的联络信号.天文学家否定了这种看法,并认为该星球上有一个能连续发出电磁波的发射源,由于星体围绕自转轴高速旋转,才使得地球上接收到的电磁波是不连续的.请根据记录的数据以及万有引力常量G的值(6.67×10-11 N·m2/kg2)估算该星体的最小密度.(保留两位有效数字)

解析:根据题意可知,接收到的两个脉冲之间的时间间隔即为星体的自转周期.星体高速自转时,选位于星体赤道表面处的质量为m的一块星体岩石为研究对象,它所需的向心力不能超过对应的万有引力,否则将会不能保持匀速圆周运动而使星体破裂解体.

    因此有                                                  ①

    而                                                            ②

    其中ω为星体的自转角速度,T=4.4×10-4 s为星体的自转周期,又 ③

    其中ρ为星体的密度

    由以上三式得:                                                ④

    代入数据得该星体的最小密度:ρ0=7.3×1017 kg/m3.

答案:7.3×1017 kg/m3


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