Question

求解答高一物理问题

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，自转周期为T=1＼30 s，问该中子星的最小密度应是多少才能维持星球的稳定，不致于因自转而瓦解

Answer 1

解：考虑中子星赤道处一小块物质，只有当它受到的万有引力大于或等于它随星体一起旋转所需的向心力时，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，位于赤道处的小块物质质量为m，则有
GMm/R^2＝mω^2R ω＝2π/T M＝4/3πρR^3
由以上各式得 ρ＝3π/GT^2 代人数据解得 ρ＝1.27×10^14kg/m^3

Answer 2

设中子星表面一物体能跟着中子星自转
列式：密度=质量÷体积 万有引力与周期的关系式 体积与半径的关系式 联立可求的密度表达式

即最小密度

Answer 3

• 因为不因自传瓦解，所以 (重力)g>=w^2R(向心力)

• 即最小密度时： w^2 R =GM / R^2

• 则有(2π/T)^2 x R =<G  ρ 4/3 πR

• 得出ρ=3 π^2/(T^2 G)

剩下来的就是自己代数值了，。。。高考刚过我G的值就忘了，还好过程没忘。

话说这题放在高考都能当倒数第2道选择题了

Answer 4