问题 问答题

两个靠得很近的天体,离其它天体非常遥远,它们以其连线上某一点O为圆心各自做匀速圆周运动,两者的距离保持不变,科学家把这样的两个天体称为“双星”,如图所示.已知双星的质量为m1和m2,它们之间的距离为L.求双星运行轨道半径r1和r2,以及运行的周期T.

答案

如图,

设双星中质量为m1的天体轨道半径为r1,质量为m1的天体轨道半径为r2

据万有引力定律和牛顿第二定律,得:

G

m1m2
L2
=m1ω2r1

G

m1m2
L2
=m2ω2r2

r1+r2=L③

由①②③联立解得:

r1=

m2L
m1+m2

r2=

m1L
m1+m2

再由:G

m1m2
L2
=m1
4π2
T2
r1

运行的周期T=2πL

L
G(m1+m2)

答:双星运行轨道半径分别为:r1=

m2L
m1+m2
r2=
m1L
m1+m2
,周期为2πL
L
G(m1+m2)

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