问题
问答题
图示为宇宙中一恒星系的示意图,A为该星系的一颗行星,它绕中央恒星O的运行轨道近似为圆.已知引力常量为G,天文学家观测得到A行星的运行轨道半径为R0,周期为T0.
(l)中央恒星O的质最是多大?
(2)长期观测发现,A行星每隔t0时间其运行轨道便会偏离理论轨道少许,天文学家认为出现这种现象的原因可能是A行星外侧还存在着一颗未知的行星B(假设其运行的圆轨道与A在同一平面内,且与A的绕行方向相同).根据上述现象和假设,试估算未知行星月的运动周期和轨道半径.
答案
(1) (2)。
:⑴设中央恒星O的质量为M,A行星的质量为m,则由万有引力定律和牛顿第二定律得
解得
⑵由题意可知:A、B相距最近时,B对A的影响最大,且每隔时间相距最近,设B行星的周期为,则有
解得
设B行星的运行轨道半径为,根据开普勒第三定律有
解得