问题 问答题

假设宇宙中存在着一些离其它恒星较远的、有质量相等的四颗星球组成的四星系统,通常忽略其它星体对它们的作用.设每个星体的质量均为m,四颗星稳定地分布在边长为a的正方形的四个顶点上,已知这四颗星均绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动,万有引力常量为G.求星体做匀速圆周运动的周期.

答案

由星体均围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动可知,

星体做匀速圆周运动的轨道半径r=

2
2
a,

其它三个星对它的万有引力的合力提供向心力,

由万有引力定律和向心力公式得:

G

m2
(
2
a)2
+2G
m2
a2
cos45°=m(
T
2r1

解得:T=2πa

(4-
2
)a
7Gm

答:星体做匀速圆周运动的周期是2πa

(4-
2
)a
7Gm

单项选择题
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