题目内容
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。现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式:一种是三颗星等间距地位于同一直线上,外侧的两颗星同绕中央星在同一圆轨道上运行;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圆轨道运行,假设两种形式下运动星体的运动周期都为
,每个星体的质量均为
,万有引力常量为
。试求:
(1)第一种形式下,相邻星体间的距离
和外侧星体运动的线速度
;
(2)第二种形式下星体之间的距离
。
解:(1)第一种形式下,根据万有引力定律和牛顿第二定律得:
…(2分) 解得相邻星体间的距离
… (1分)
外侧星体运动的线速度为:
… (1分) 解得:
…( 1分)
(2)第二种形式下,星体运动的半径为:
…… (2分)
根据万有引力定律和牛顿第二定律得:
(2分)
解得:
……( 1分)
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