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.问该中子星的最小密度应是多少才能维持该星体的稳定,不致因自转而瓦解?(计算时星体可视为均匀球体.引力常量)
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. 设中子星的密度为 ρ,质量为M,半径为R,自转角速度为ω,位于赤道处的小物块的质量为m,则有:
由以上各式得密度 代入数据解得: 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). |
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中子星是恒星演化过程的一种可能结果,它的密度很大。现有一中子星,观测到它的自转周期为T=s。问该中子星的最小密度应是多少才能维持该星的稳定,不致因自转而瓦解。计算时星体可视为均匀球体。(引力常数G=6.6710m/kg·s)
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科目:高中物理 来源:2012年人教版高中物理必修二6.4万有引力理论的成就练习卷(解析版) 题型:计算题
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= s.问该中子星的最小密度应是多少才能维持该星体的稳定,不
致因自转而瓦解?(计算时星体可视为均匀球体,万有引力常量G=6.67×10-11m3/(kg·s2))
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