由三颗星体构成的系统,忽略其它星体对它们的作用,存在着一种运动形式:三颗星体在相互之间的万有引力作用下,分别位...
问题详情:
由三颗星体构成的系统,忽略其它星体对它们的作用,存在着一种运动形式:三颗星体在相互之间的万有引力作用下,分别位于等边三角形的三个顶点上,绕某一共同的圆心O在三角形所在的平面内做相同角速度的圆周运动(图示为A、B、C三颗星体质量不相同时的一般情况).若A星体质量为2m,B、C两星体的质量均为m,三角形的边长为a,求:
(1)A星体所受合力大小FA;
(2)B星体所受合力大小FB;
(3)C星体的轨道半径RC;
(4)三星体做圆周运动的周期T.
【回答】
解:(1)由万有引力定律,A星受到B、C的引力的大小:
方向如图,则合力的大小为:
(2)同上,B星受到的引力分别为:,,方向如图;
沿x方向:
沿y方向:
可得:=
(3)通过对于B的受力分析可知,由于:,,合力的方向经过BC的中垂线AD的中点,所以圆心O一定在BC的中垂线AD的中点处.所以:
(4)由题可知C的受力大小与B的受力相同,对C星:
整理得:
答:(1)A星体所受合力大小是;(2)B星体所受合力大小是;(3)C星体的轨道半径是;(4)三星体做圆周运动的周期T是.
知识点:万有引力理论的成就
题型:计算题