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例題:
在研究雙星的問題中,某雙星系統由兩顆星體組成,兩顆星體在相互之間的萬有引力作用下繞連線上的某點做勻速圓周運動。已知兩顆星體的質量分別為m1和m2,它們之間的距離為L,求它們的角速度和周期。
首先,我們需要知道雙星系統的運動模型。由于兩顆星體在相互之間的萬有引力作用下做圓周運動,它們的運動可以分解為沿半徑為r的圓周運動和沿半徑為L-r的圓周運動。由于兩個圓心都在同一點,所以它們的角速度相同。
根據牛頓第二定律和萬有引力定律,我們可以得到:
m1rω2 = Gm1m2/r2
m2(L-r)ω2 = Gm1m2/(L-r)2
解這個方程組可以得到角速度ω和周期T:
ω = (Gm1m2/L2)1/?
T = 2π√(L3/(Gm1m2))
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