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(十点课堂)万有引力的双星系统

更新时间:2024-04-18 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

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同学们大家好,欢迎来到十点课,跟勇哥学物理。 今天距离高考还有89天。 我们分享的主题是:引力双星系统。9z7物理好资源网(原物理ok网)

在上一课中,我们讨论了人造卫星,特别是同步卫星。9z7物理好资源网(原物理ok网)

对于同步卫星来说,其运动的物理量:线速度、角速度、加速度、周期和半径都是相同的。9z7物理好资源网(原物理ok网)

同步卫星的运动物理量是相同的。 由于同步卫星的质量可能不同高中物理向心力公式,它们所受到的引力和向心力也可能不同。9z7物理好资源网(原物理ok网)

这就是我们上节课讲的关于地球同步卫星的知识。9z7物理好资源网(原物理ok网)

在谈双星系统之前,我们先补充一个关于卫星能源的问题。9z7物理好资源网(原物理ok网)

卫星在轨道上做匀速圆周运动,具有动能和引力势能。9z7物理好资源网(原物理ok网)

动能Ek=mv²/2,我们还可以提供重力向心力物理资源网9z7物理好资源网(原物理ok网)

GMm/r²=mv²/r,推导出Ek=mv²/2=GMm/2r,即卫星的动能。9z7物理好资源网(原物理ok网)

卫星除了动能外,还有重力势能,重力势能:-GMm/2r;9z7物理好资源网(原物理ok网)

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我们高中课本上没有提到重力势能的公式,所以如果你考重力势能,一定要在题干中给出这个公式。9z7物理好资源网(原物理ok网)

一般来说,无穷远处的引力势能为零。 如果卫星从无穷远处向地球运动,那么重力会做正功,势能会减少,因此重力势能会取负值。9z7物理好资源网(原物理ok网)

如果卫星沿椭圆轨道运动(如图所示),从 P 到 Q 或从 Q 到 P,则在此运动过程中机械能守恒。9z7物理好资源网(原物理ok网)

也就是说P点的动能加上势能等于Q点的动能加上势能,这就是卫星的能量。 正常情况下,天空中运行的卫星的机械能是守恒的。9z7物理好资源网(原物理ok网)

我们可以根据守恒公式计算出卫星在不同轨道上的线速度或其他物理量。 我们将在以后的讲座中讨论几个例子。9z7物理好资源网(原物理ok网)

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现在我们来谈谈双星系统。 双星系统其实比较简单。 我们之所以谈论它,是因为它有些特殊。9z7物理好资源网(原物理ok网)

对于双星系统,两颗行星A和B绕直线上的某一点做圆周运动(补充:距离为L,周期为T),9z7物理好资源网(原物理ok网)

任何圆周运动都需要力来提供向心力,双星也提供引力来提供向心力。9z7物理好资源网(原物理ok网)

我们分别研究A和B。 对于行星 A,重力提供向心力。9z7物理好资源网(原物理ok网)

GMaMb/L²=Mav²/r1; 化简后可求出B行星MB的质量9z7物理好资源网(原物理ok网)

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同样对于B行星,重力提供向心力,简化后可以得到A行星的质量。9z7物理好资源网(原物理ok网)

计算行星 A 和行星 B 的质量并将它们相加即可得到双星系统的总质量。9z7物理好资源网(原物理ok网)

在双星系统的问题中,求总质量是一个经常被问到的问题。9z7物理好资源网(原物理ok网)

制定公式时要注意两点:9z7物理好资源网(原物理ok网)

首先,在双星系统中,两颗行星AB的周期T是相同的,因为A自转一周,B也必须自转一周。9z7物理好资源网(原物理ok网)

两行星的周期T相同,因此它们运动的角速度ω也相同。9z7物理好资源网(原物理ok网)

其次,也是最重要的,两颗行星做匀速圆周运动高中物理向心力公式,它们运动的半径r与两颗行星之间的距离L不同。9z7物理好资源网(原物理ok网)

所以我们在列出重力提供的向心力公式时,一定要特别注意这一点。9z7物理好资源网(原物理ok网)

如果两颗行星质量相同,则它们的圆周运动中心与AB连线的中点重合。9z7物理好资源网(原物理ok网)

如果两颗行星的质量不一样,那么圆心就不会在中点,而是会更靠近质量更大的天体。 这是一个双星系统。9z7物理好资源网(原物理ok网)

今天我们重点讨论卫星和双星系统的能量。 希望同学们能够掌握。 明天见。9z7物理好资源网(原物理ok网)

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