17.(2009天津12). 2008年12月,天文学家们通过观测的数据确认了银河系中央的黑洞“人马座A*”的质量与太阳质量的倍数关系。研究发现,有一星体S2绕人马座A*做椭圆运动,其轨道半长轴为9.50102天文单位(地球公转轨道的半径为一个天文单位),人马座A*就处在该椭圆的一个焦点上。观测得到S2星的运行周期为15.2年。

(1)  若将S2星的运行轨道视为半径r=9.50102天文单位的圆轨道,试估算人马座A*的质量MA是太阳质量Ms的多少倍(结果保留一位有效数字);

(2)  黑洞的第二宇宙速度极大,处于黑洞表面的粒子即使以光速运动,其具有的动能也不足以克服黑洞对它的引力束缚。由于引力的作用,黑洞表面处质量为m的粒子具有势能为Ep=-G(设粒子在离黑洞无限远处的势能为零),式中M、R分别表示黑洞的质量和半径。已知引力常量G=6.710-11N·m2/kg2,光速c=3.0108m/s,太阳质量Ms=2.01030kg,太阳半径Rs=7.0108m,不考虑相对论效应,利用上问结果,在经典力学范围内求人马座A*的半径RA与太阳半径之比应小于多少(结果按四舍五入保留整数)。

宽乘高(拓宽和拔高)

通讯卫星

火箭、飞弹、太空航具,或其他人造物体被置入绕地球公转之轨道上者,均称为人造卫星。而作为通讯用的卫星则称为“通讯卫星”。通讯卫星有两种,被动的和自动的。被动的通讯卫星仅仅是一具反射器。播送站向那卫星发射讯号,这讯号被传送到地面上另一个遥远的接收站。自动的通讯卫星接收讯号后,把它加强,再把它发送出去。它们包含有接收、加强和播送的设备,以特殊的电池或太阳能电池作动力。为了把通讯微波信号,传送得更远,经常采用同步通讯卫星。所谓同步卫星,是指卫星经发射后,它与地球某点的相关位置不变,实际上这些卫星并非在那里静止不动,因为要达到同步的目的,卫星必然要以和地球自转的角速度相同的速度围绕地球转动。根据开普勒第三定律,卫星绕地球的周期因其平均轨道高度增加而增长。故在某一定高度时可期望致使卫星的周期与地球自转周期相同,如此则卫星与地球某点之相关位置可以不变,这个高度大约是35783公里。此种高度的卫星称为同步卫星。严格说来,仅是高度这一要求还不够,而必须又是在赤道面中圆形轨道上的卫星才真正能与地球某点相关位置不变。需要正圆形轨道是根据开普勒第二定律而来,此定律说明卫星在椭圆轨道上时其速度永远在改变,在最低点时为最高速,最高点时为最低速,故在椭圆轨道上的同步卫星,因为速率不定的结果,对地球上某点时而偏东时而偏西。卫星在赤道面轨道运行时称之为赤道轨道,如果轨道平面与赤道面成一个角度时,这个同步卫星称之为倾斜同步卫星,这时卫星对地球上某一点来说会时而偏北时而偏南。以这样的同步卫星作为通讯用的卫星就称之为“同步通讯卫星”由于这种卫星和地球上的某一地区处于同步,如果在赤道上空36000公里以外的高处,设置三颗同步卫星,就可以把微波信号传到全世界的任何地区。

          单元质量评估六   万有引力定律

 0  391693  391701  391707  391711  391717  391719  391723  391729  391731  391737  391743  391747  391749  391753  391759  391761  391767  391771  391773  391777  391779  391783  391785  391787  391788  391789  391791  391792  391793  391795  391797  391801  391803  391807  391809  391813  391819  391821  391827  391831  391833  391837  391843  391849  391851  391857  391861  391863  391869  391873  391879  391887  447090 

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