三、双星问题
例3 两个靠得很近的天体,离其他天体非常遥远,它们以其连线上某一点O为圆心各自做匀速圆周运动,两者的距离保持不变,科学家把这样的两个天体称为"双星",如图5所示.已知双星的质量分别为m1和m2,它们之间的距离为L,求双星的运行轨道半径r1和r2及运行周期T.
图5
答案 r1= r2= T=
解析 双星间的引力提供了各自做圆周运动的向心力
对m1:=m1r1ω2,
对m2:=m2r2ω2,
且r1+r2=L,
解得r1=,r2=.
由G=m1r1及r1=得
周期T=.
1.双星问题的特点
(1)两星的运动轨道为同心圆,圆心是它们之间连线上的某一点.
(2)两星的向心力大小相等,由它们间的万有引力提供.
(3)两星的运动周期、角速度相同.
(4)两星的轨道半径之和等于两星之间的距离,即r1+r2=L.
2.双星问题的处理方法:双星间的万有引力提供了它们做圆周运动的向心力,即