太空中有一顆繞恒星做勻速圓周運(yùn)動的行星,此行星上一晝夜的時間是6 h,在行星的赤道處用彈簧秤測量物體的重力的讀數(shù)比在兩極時測量的讀數(shù)小10%.已知引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2,求此行星的平均密度.

答案:
解析:

  在赤道上,物體在萬有引力和彈簧秤的拉力的共同作用下做勻速圓周運(yùn)動.在兩極時,彈簧秤的讀數(shù)等于物體所受的萬有引力.

  設(shè)在赤道和兩極處重力的讀數(shù)分別為F1和F2,在赤道上,物體受萬有引力和彈簧秤的拉力(大小為新測重力F1)作用繞行星中心做圓周運(yùn)動,故由牛頓第二定律有:

  -F1=m

  在兩極上,物體平衡,有:-F2=0

  又F2-F1=10%,即mR=10%

  M=

  所以ρ==3.03×103 kg/m3


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