某星球可视为球体,其自转周期为T.在它的两极处用弹簧秤测得某物

某星球可视为球体,其自转周期为T.在它的两极处用弹簧秤测得某物体重为P,在它的赤道上用弹簧秤测得同一物体重为0.9P,星球的平均密度是多少?

答案

星球的平均密度为:.


解析:

重力是由于地球对物体的吸引而产生的力,但是不能认为重力就是地球对物体的吸引力.严格地讲,只有在两极处,重力才等于地球对物体的万有引力;在地球的其他地方,重力都小于地球对物体的万有引力.由于重力与地球对物体的万有引力差别极小,所以通常近似地认为重力等于地球对物体的万有引力.

设被测物体的质量为m,星球的质量为M,半径为R.在两极处,物体的重力等于万有引力

.

在赤道上,因星球自转,物体做匀速圆周运动,星球对物体的万有引力和弹簧秤对物体的拉力的合力提供向心力

由以上两式解得星球的质量为

根据密度的定义式,可得星球的平均密度为:.

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