某球形行星“一昼夜”时间T=6h,在该行星上用弹簧测力计称同一物体的重量,发现其在“赤道”上的读数比在“南极”入小9%;若设想该行星自转速度加快,在其“赤道”上的物体会自动“

问题描述:

某球形行星“一昼夜”时间T=6h,在该行星上用弹簧测力计称同一物体的重量,发现其在“赤道”上的读数比在“南极”入小9%;若设想该行星自转速度加快,在其“赤道”上的物体会自动“飘浮”起来,这时该行星的自转周期多大?

由题意知,在赤道上物体将其9%的万有引力提供圆周运动向心力故有:
G

mM
R2
×9%=mR
4π2
T2
     ①
当物体相对于星球飘浮起来时,物体的万有引力完全提供圆周运动向心力有:
G
mM
R2
=mR
4π2
T 2x
        ②
得:
9
100
T 2x
T2

所以可得Tx
3
10
T
=
3
10
×6h=1.8h

答:这时该行星的自转周期为1.8h.