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  • 一道萬(wàn)有引力的物理題關(guān)于黑洞

    一道萬(wàn)有引力的物理題關(guān)于黑洞
    天文學(xué)家根據(jù)天文觀察宣布下列成果:銀河系中可能存在一個(gè)巨大的黑洞,距黑洞60億千米的星體以2000km\s的速度繞其旋轉(zhuǎn),接近黑洞的所有物體即使速度等于光速也逃脫不了其引力作用,試估算黑洞的半徑
    物理人氣:715 ℃時(shí)間:2019-10-19 12:02:08
    優(yōu)質(zhì)解答
    星體到黑洞的距離r=60億千米=6X10^12m,星體速度V=2000km\s=2X10^6m/S
      設(shè)黑洞質(zhì)量為M,半徑為R
     ?。?)黑洞對(duì)星體的引力提供向心加速度
      GM/r²=v²/r
      解得GM=v²r     (1)
     ?。?)用類比的方法求黑洞表面物體的逃逸速度.(因?yàn)楦咧胁粚W(xué)第二宇宙速度的推導(dǎo),只能用類比法.)
      地球上第一宇宙速度為7.8km/s,逃逸速度為11.2km/s.逃逸速度是第一宇宙速度的√2倍.
      黑洞上第一宇宙速度為√(GM/R),則黑洞上逃逸速度為√(2GM/R),
    (3)設(shè)以光速運(yùn)動(dòng)的物體剛好不能逃逸,則√(2GM/R)=c,即 2GM/R=c² (2)
    (1)式代入 (2)式得2v²r/R=c²
      于是得黑洞半徑r=2(v²/c²)r=2X(2X10^6/3X10^8)²X60億千米
    =(8/9)X10^8m
      答:黑洞的半徑約為(8/9)X10^8m,近似等于1萬(wàn)千米.
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