如图,质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动,星球A和B两者中心之间的距离为L.已知A、B的中心和O三点始终共线,A和B分别在O的两侧.引力常数为G.求两星球

问题描述:

如图,质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动,星球A和B两者中心之间的距离为L.已知A、B的中心和O三点始终共线,A和B分别在O的两侧.引力常数为G.求两星球做圆周运动的周期.

A和B绕O做匀速圆周运动,它们之间的万有引力提供向心力,则A和B的向心力相等.且A和B和O始终共线,说明A和B有相同的角速度和周期.
则有:mω2r=Mω2R
又由已知:r+R=L
解得:R=

m
m+M
L
r=
M
m+M
L

对A根据牛顿第二定律和万有引力定律得:
GMm
L2
=m(
T
)2
M
M+m
L

化简得   T=2π
L3
G(M+m)

答:两星球做圆周运动的周期:T=2π
L3
G(M+m)