天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星.双星系统在银河系中很普遍.利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量.某双星系统中两颗恒星A和
问题描述:
天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星.双星系统在银河系中很普遍.利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量.某双星系统中两颗恒星A和B围绕它们连线上的某一固定点O分别做匀速圆周运动,周期均为T,两颗恒星之间的距离为r,试推算这个双星系统的总质量.(引力常量为G)
答
设两颗恒星的质量分别为m1、m2,做圆周运动的半径分别为r1、r2,角速度分别为ω1、ω2.
依题意有:
ω1=ω2①
r1+r2=r②
两星做圆周运动所需向心力由万有引力提供,有:G
=m1
m1m2
r2
r1 ③,G
ω
21
=m1
m1m2
r2
r1 ④
ω
22
联立以上各式可解得:r1=
⑤
m2r
m1+m2
角速度与周期的关系:ω1=ω2=
⑥2π T
联立③⑤⑥式解得:m1+m2=
r3 ⑦4π2
T2G
答:算这个双星系统的总质量为
r3.4π2
T2G