1.定义:绕公共圆心转动的两个星体组成的系统,我们称之为双星系统,如图所示。
2.特点
(1)各自所需的向心力由彼此间的万有引力提供,即
=m1ωr1,=m2ωr2。
(2)两颗星的周期及角速度都相同,
即T1=T2,ω1=ω2。
(3)两颗星的半径与它们之间的距离关系为:r1+r2=L。
(4)两颗星到圆心的距离r1、r2与星体质量成反比,即
=。
(5)双星的运动周期T=2π。
(6)双星的总质量m1+m2=。
[示例1] 双星系统中两个星球A、B的质量都是m,A、B相距L,它们正围绕两者连线上某一点做匀速圆周运动。实际观测该系统的周期T要小于按照力学理论计算出的周期理论值T0,且=k(k<1),于是有人猜测这可能是受到了一颗未发现的星球C的影响,并认为C位于双星A、B的连线正中间,相对A、B静止,求:
(1)两个星球A、B组成的双星系统周期理论值T0;
(2)星球C的质量。
[解析] (1)两星球的角速度相同,根据万有引力充当向心力知:=mr1ω=mr2ω
可得:r1=r2 ①
两星绕连线的中点转动,则有:
=m×ω
解得ω1= ②
所以T0==2π。 ③
(2)由于C的存在,双星的向心力由两个力的合力提供,则
+G=m·L·ω ④
T==kT0 ⑤
联立③④⑤式解得M=。
[答案] (1)2π (2)