登月飞行器关闭发动机后在离月球表面h的空中沿圆形轨道绕月球飞行,周期是T,已知月球半径是R,万有引力常量为G,试计算月球的平均密度.
问题描述:
登月飞行器关闭发动机后在离月球表面h的空中沿圆形轨道绕月球飞行,周期是T,已知月球半径是R,万有引力常量为G,试计算月球的平均密度.
答
登月火箭所受万有引力提供它做匀速圆圆运动的向心力:
G
=mMm r2
r4π2
T2
登月火箭做匀速圆圆运动的半径:
r=R+h
解得:
M=
4π2(R+h)3
GT2
月球可以看出球体,体积为V=
πR34 3
所以月球的密度为ρ=
=M V
=
4π2(R+h)3
GT2
πR3
4 3
3π(R+h)3
GT2R3
答:月球的平均密度为
.3π(R+h)3
GT2R3