大师作文网匀速圆周运动的向心力 万有引力定律
来源：学生作业帮 编辑：大师作文网作业帮 分类：物理作业 时间：2024/09/29 11:32:10
中子星是恒星演化过程中的一种可能结果，它的密度很大。现有一中子星，观测到它的自转周期为T=1/30s。问该中子星的最小密度是多少才能维持该星体的稳定，不致因自转而瓦解？（计算式星体可视为均匀球体。引力常量G=6.67x10负十一次方 N·m²/kg²） 麻烦老师解答，谢谢
解题思路： 本题中的中子星认为是孤立的，即不受其他天体的吸引，只考虑中子星绕中心轴自转，在中子星的赤道上的物体随中子星的自转而做匀速圆周运动，万有引力提供了该物体做匀速圆周运动的向心力，只有万有引力大于或等于它随星体一起旋转所需要的向心力时，中子星才不会瓦解。
解题过程：
解析：设中子星的密度为
，质量为M，半径为R，自转角速度为
，位于赤道处的小物块质量为m，则有： 
① 又知
② 中子星质量
③ 由①②③式得密度
。 代入数据解得：
答案：
点拨：本题是万有引力与圆周运动相结合的综合题。利用万有引力定律解决天体运动问题通常可分为三类：一是天体间的相互作用、绕行；二是某物体在天体附近的运动（物体与天体间的距离恒定）；三是某天体的自转（忽略其他天体的影响）。
最终答案：略
解题过程：
解析：设中子星的密度为
，质量为M，半径为R，自转角速度为，位于赤道处的小物块质量为m，则有： ① 又知② 中子星质量③ 由①②③式得密度。 代入数据解得： 答案： 点拨：本题是万有引力与圆周运动相结合的综合题。利用万有引力定律解决天体运动问题通常可分为三类：一是天体间的相互作用、绕行；二是某物体在天体附近的运动（物体与天体间的距离恒定）；三是某天体的自转（忽略其他天体的影响）。最终答案：略