a^3/T^2=k的比值k在不同的行星中是否不等
这是开普勒第三定律!
虽然开普勒定律早于牛顿定律,是一个实验计算出来的定律,但我们能够用牛顿定律来推导开普勒定律。
假设一颗恒星,质量是M;而围绕它运行的有一颗行星,质量是m,它们彼此相距R=a远,行星公转周期是T,那么,星星轨道长度l=2πa(按圆形近似计算,如果知道轨道椭圆的长短轴半径,同样可以用椭圆轨道计算,不过中间推导过程就要复杂一些了。),所以,行星公转速度v=2πa/T,行星圆周运动所需要的向心力由万有引力提供,mv²/a=f=F=GMm/a²,∴v²a=GM,即4π²a³/T²=GM,也就是说a³/T³=GM/4π²=k。
k=GM/4π²,即这个k值仅仅和恒星的质量有关,如果是同一个恒星系,那么恒星系里所有的行星都具有a³/T³=k这个规律。
综上所述,开普勒第三定律中的常数是一个与恒星质量相关的量,与星系中的行星无关!
高中物理万有引力与航天
你可以试想一下,一颗卫星在某一高度h上绕地球转动,地球的引力=卫星的离心力,处于一个平衡状态,现在你想把这颗卫星变到低轨道上来,我们知道地球的引力跟距离的平方成反比,如果卫星加速的话,从离心力公式看,这颗卫星的离心力必然增加,地球引力不足抵消离心力,卫星将会飞向更高更远的轨道。那么只有减速了,如果减速的话,那么这颗卫星的离心力必然减小,地球引力大于离心力,卫星将会飞到低轨道上来,至于为什么低轨道速度为什么要比高轨道速度大,可以从两方面理解:一是卫星从高轨道飞向低轨道,引力要做功,相当于势能转化为动能。二是低轨道上引力增加,从平衡角度上理解,引力=离心力,从离心力公式也能看得出来。
一道物理双星问题
引力提供向心力:GMm/L^2=Mw^2*R=mw^2*r
想要形成双星角速度要一样,而且时刻处在同一直径的两端(题目已经说了均速圆周,所以没有切向加速度),利用后面两个可以算出R/r=m/M.
然后GMm/((m/M)r)^2=Mw^2*R
以及R+r=L
就能解出来了
急求物理高手!! 万有引力双星问题!!
(1)双星的轨道半径之比m2:m1 其实这个我是当做结论来记的,不过为了回答你就再推导一边 F=Gm1m2/L²=m1w²r1=m2w²r2 所以r1:r2=m2:m1 L是双星距离,所以m1轨道半径r1=Lm2/(m1+m2),r2=Lm1/(m1+m2) (3)、双星的角速度1:1 这个(- -沉默)显然的吧?两者转速相同 m1w²r1=Gm1m2/L² 算出w就是双星的角速度,计算交给你吧 (2)双星的线速度之比 v1=wr1 v2=wr2 算出v1和v2 我用公式F=mw²r所以先算出第三问再做第二问的,如果用公式F=mv²/r,那么就先得出第二问再得出第三问了 双星系统不能用开普勒第三定律解答!! 双星系统是两者互相转动 开普勒第三定律只是一个星体围绕另一个转动,两者不能混淆!! 所以只能用我给出的方法计算,答案是双星的轨道半径之比m2:m1