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    （14分）宇宙中存在一些离其它恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其它星体对它们的引力作用。已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为的圆轨道上运行；另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行。设每个星体的质量均为。

    　　（1）试求第一种形式下，星体运动的线速度和周期。

    　　（2）假设两种形式星体的运动周期相同，第二种形式下星体之间的距离应为多少？

    （14分）解答：（1）．对于第一种运动情况，以某个运动星体为研究对象，根据牛顿二定律和万有引力定有：       　       　　　

    运动星体的线速度：    设周期为T，则有：         

    　                                     　

    （2）．设第二种形式星体之间的距离为r ，则三个星体作圆周运动的半径为

                  

    图由于星体作圆周运动所需要的向心力靠其它两个星体的万有引力的合力提供．由力的合成和牛顿运动定律有：                                           

       　　　      由上式得：    

                      

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    （1）已知第一种形式中的每颗恒星质量均为m，正方形边长为L，求其中一颗恒星受到的合力．
    （2）已知第二种形式中的两外侧恒星质量均为m、两内侧恒星质量均为M，四颗恒星始终位于同一直线，且相邻恒星之间距离相等．求内侧恒星质量M与外侧恒星质量m的比值
    Mm
    ．

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    宇宙中存在一些离其它恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统（假设三颗星的质量均为m，引力常量为G），通常可忽略其它星体对它们的引力作用．已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：第一种形式是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行，则两颗运动星体的运动周期为
    4π
    R3
    5Gm
    4π
    R3
    5Gm
    ；第二种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行，周期与第一种形式相同，则三颗星之间的距离为
    R
    3
    12
    5
    R
    3
    12
    5
    ．

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    宇宙中存在一些离其它恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星  系统，通常可忽略其它星体对它们的引力作用．已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行；另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个项点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行．设每个星体的质量均为m．第一种形式下，星体运动的线速度为
    5Gm
    4R
    5Gm
    4R
    ，周期为
    4πR
    R
    5Gm
    ．
    4πR
    R
    5Gm
    ．
    ．假设两种形式星体的运动周期相同，第二种形式下星体之间的距离应为
    3
    12
    5
    R
    3
    12
    5
    R
    ．

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    宇宙中存在一些离其它恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其它星体对它们的引力作用．已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：第一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行；第二种形式：三颗星位于边长为L的等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行．设每个星体的质量均为m，引力常量为G．则（　　）

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    （1）试求第一种情况下，星体运动的线速度和周期
    （2）假设第二种情况下星体之间的距离为R，求星体运动的线速度和周期．

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