题目内容

【题目】在天体运动中,将两颗彼此相距较近的星体称为双星.它们在相互的万有引力作用下间距保持不变,并沿半径不同的同心圆轨道做匀速圆周运动.如果双星间距为L,质量分别为M1和M2,引力常量为G,试计算:

(1)双星的轨道半径R1、R2;

(2)双星的运行周期T;

(3)双星的线速度v1、v2.

【答案】(1); (2)(3);

【解析】设行星转动的角速度为ω,周期为T.
(1)如图,对星球M1,由向心力公式可得:G=M1ω2R1,
同理对星M2,有:G=M2ω2R2
两式相除得: ,(即轨道半径与质量成反比)
又因为L=R1+R2
所以得:R1=L,R2=L.
(2)由上式得到ω=,
因为T= ,所以: .
(3)由v=可得双星线速度为:
v1==,
v2==

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