继神秘的火星之后,今年土星也成了全世界关注的焦点!经过近7年35.2亿公里在太空中风尘仆仆的穿行后,美航天局和欧航天局合作研究的“卡西尼”号土星探测器于美国东部时间6月30日(

问题描述:

继神秘的火星之后,今年土星也成了全世界关注的焦点!经过近7年35.2亿公里在太空中风尘仆仆的穿行后,美航天局和欧航天局合作研究的“卡西尼”号土星探测器于美国东部时间6月30日(北京时间7月1日)抵达预定轨道,开始“拜访”土星及其卫星家族.这是人类首次针对土星及其31颗已知卫星最详尽的探测!若“卡西尼”号探测器进入绕土星飞行的轨道,在半径为R的土星上空离土星表面高h 的圆形轨道上绕土星飞行,环绕n周期为T,万有引力常量为G.求:土星的质量和平均密度.

(1)根据万有引力提供向心力G

Mm
(R+h)2
=m
4π2
T2
(R+h)
解得M=
4π2(R+h)3
GT2

(2)土星可以看成球体,其体积为V=
4
3
πR3

所以ρ=
M
V
4π2(R+h)3
GT2
4
3
πR3
(R+h)3
GT2R3

答:土星的质量为
4π2(R+h)3
GT2
,平均密度为
(R+h)3
GT2R3