问题 计算题

太阳系以外存在着许多恒星与行星组成的双星系统。它们运行的原理可以理解为,质量为M的恒星和质量为m的行星(M>m),在它们之间的万有引力作用下都有规则地运动着。如图所示,我们可认为行星在以某一定点C为中心、半径为a的圆周上做匀速圆周运动(图中没有表示出恒星)。设万有引力常量为G,恒星和行星的大小可忽略不计。

(1)恒星与点C间的距离是多少?

(2)试在图中粗略画出恒星运动的轨道和位置;

(3)计算恒星的运行速率v。

答案

解:(1)M、m做圆周运动的角速度、向心力的大小相同,则

 

(2)恒星运动的轨道和位置大致如图

(3)对恒星M:

代入数据得  

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