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双星系统专题


近年来,天文学家们发现,大部分已知恒星都存在于双星甚至多星系统中。 双星对于天体物理尤其重要,因为两颗星的质量可从通过观测旋转轨道确 定。这样,很多独立星体的质量也可以推算出来。 在银河系中,双星的数量非常多,估计不少于单星。研究双星,不但对于 了解恒星形成和演化过程的多样性有重要的意义,而且对于了解银河系的 形成和演化,也是一个不可缺少的方面。
7、侦察卫星在通过地球两极上空 的圆轨道上运行,它的运行轨道距 地面高度为h,要使卫星在一天的 时间内将地面上赤道各处在日照条 件下的全部情况全都拍摄下来,卫 星在通过赤道上空时,卫星上的摄 像机至少应拍摄地面上赤道圆周的 弧长是多少?(设地球半径为R, 地面重力加速度为g,地球自转的 周期为T.)
双星系统专题
双星系统:
宇宙中两颗靠得比较近的恒星称为双星,它们离其它 星球都较远,因此其它星球对它们的万有引力可以忽 略不计。它们绕两者连线上某固定点做匀速圆周运动 。
(1)由于双星和该固定点O总 保持三点共线,所以在相同时 间内转过的角度必相等,即双 星做匀速圆周运动的角速度必 相等,因此周期也必然相同。 (2)由于每颗星的向心力都是 由双星间相互作用的万有引力 提供的,因此大小必然相等。
例2:(01北京.08宁夏卷)两个星球组成双星,它们在相互 之间的万有引力作用下,绕连线上某点做周期相同的匀速圆周 运动。现测得两星中心距离为R,其运动周期为T,求两星的总 质量。(引力常量为G)
例3:宇宙中存在一些离其它恒星较远的、由质 量相等的三颗星组成的三星系统,通常可忽略 其它星体对它们的引力作用。已观测到稳定的 三星系统存在两种基本的构成形式:一种是三 颗星位于同一直线上,两颗星围绕中央星在同 一半径为R的圆轨道上运行;另一种形式是三颗 星位于等边三角形的三个项点上,并沿外接于 等边三角形的圆形轨道运行。设每个星体的质 量均为m。 ⑴试求第一种形式下,星体运动的线速度和周 期。 ⑵假设两种形式星体的运动周期相同,第二种 形式下星体之间的距离应为多少?
哈柏太空望远镜拍摄的 天狼星双星系统,在左 下方可以清楚的看见天 狼伴星(天狼 B)。
例1:宇宙中两颗相距较近的天体均为 “双星”,它们以二者连线上的某一 点为圆心做匀速圆周运动,而不至因 为万有引力的作用而吸引到一起。设 两者的质量分别为m1 和m2, 两者相距L,求: (1).双星的轨道半径之比; (2).双星的线速度之比; (3).双星的角速度。
ex5: 已知物体从地球上的逃逸速度(第二宇宙 速度) v2= √(2Gm/R),,其中G、m、R 分别是引力 常量、地球的质量和半径.已知 G=6.67×10-11N〃m2/kg2,c=2.9979×108m/s.求 下列问题: (1)逃逸1030 kg, 求它的可能最大半径; (2)在目前天文观测范围内,物质的平均密度为 10-27 kg/m3,如果认为我们的宇宙是这样一个均匀 大球体,其密度使得它的逃逸速度大于光在真空中 的速度c,因此任何物体都不能脱离宇宙,问宇宙 的半径至少多大?
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