问题 问答题

一艘宇宙飞船绕着某行星作匀速圆周运动,已知运动的轨道半径为r,周期为T,引力常量为G,行星半径为R.求:

(1)行星的质量M;

(2)行星表面的重力加速度g;

(3)行星的第一宇宙速度v.

答案

(1)行星对飞船的万有引力提供飞船所需向心力

       G

Mm
r2
=m(
T
)2r

解得

      M=

4π2r3
GT2

故行星的质量为

4π2r3
GT2

(2)重力等于万有引力

      m′g=

GMm′
R2

解得

  g=

GM
R2
=
G
R2
?
4π2r3
GT2
=
4π2r3
R2T2

故行星表面的重力加速度为

4π2r3
R2T2

(3)卫星以第一宇宙速度绕行星附近作匀速圆周运动

    G

Mm
R2
=m
v2
R

解得

  v=

GM
R
=
G
R
?
4π2r3
GT2
=
4π2r3
RT2

故行星的第一宇宙速度为

4π2r3
RT2

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