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  • 宇宙間存在一些離其他恒星較遠的,由質(zhì)量相等的四顆星組成的四星系統(tǒng),通常忽略其他星體對他們的引力作用.已經(jīng)觀測到穩(wěn)定的四顆星系統(tǒng)存在著一種基本的構(gòu)成形式是:三顆星位于等邊三角形的三個頂點上,并沿外接于等邊三角形的圓形軌道運行,第四顆星位于原形

    宇宙間存在一些離其他恒星較遠的,由質(zhì)量相等的四顆星組成的四星系統(tǒng),通常忽略其他星體對他們的引力作用.已經(jīng)觀測到穩(wěn)定的四顆星系統(tǒng)存在著一種基本的構(gòu)成形式是:三顆星位于等邊三角形的三個頂點上,并沿外接于等邊三角形的圓形軌道運行,第四顆星位于原形軌道的圓心處,已知原形軌道的半徑為R,每顆星體的質(zhì)量均為m.
    求:1)中心星體受到其他三星體的引力值.
    2)三星體沿圓形軌道運動的線速度和周期
    為什么引力值為0?
    物理人氣:160 ℃時間:2020-05-04 04:40:20
    優(yōu)質(zhì)解答
    (1)如圖2所示,兩顆星對一顆星(邊上的)的萬有引力提供向心力,則Gm^2/R+Gm^2/4R=mv^2/R
    解得v=根號下(5Gm/4R)①
    周期T=2πR/v,將①式代入得T=4π根號下(R^3/5Gm)②
    (2)如圖3所示,設(shè)星體之間的距離為a,a即為三角形的邊長.則圓周運動的半徑為
    r=2/3×根號3/2*a=根號3/3*a③
    任兩星對第3星的萬有引力的合力為
    F=Gm^2/a^2根號3/2×2=根號3Gm^2/a^2④
    每個星做圓周運動的向心力為F=m4π^2/T^2*r⑤
    向心力由萬有引力提供,以上④⑤兩式相等,并將③式代入,解出 a=3根號(3GmT^2/4π^2)⑥
    將②式T值代入得a=3根號(12/5)*R
    ↖(^ω^)↗
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