Question

求助一道物理题

天文观测上的脉冲星就是中子星，其密度比原子核还要大，中子星表面有极强的磁场，由于处于高速旋转状态，使得它发出的电磁波幅射都是“集束的”，像一个旋转的“探照灯”，我们在地球上只能周期性地接收到电磁波脉冲（如图所示：http://tw.netsh.com/bbs/849391/html/table_32666342.html），设我们每隔0.1s接收一次中子星发出的电磁波脉冲，万有引力常数G=6.67×10的负11次方N.m^2/kg^2,球体积V=4/3πr^3

(1)为保证该中子星赤道上任意质点不会飞出，求该中子星的最小密度。
（2）在（1）中条件下，若该中子星半径为r=10km,求极点A的重力加速度g

女儿高三的物理题，请各位老师帮忙解答，并写出祥细过程，谢谢您了！

Answer 1

根据题目可知，中子星
自转周期 T=0.1秒
（1）当中子星赤道的物质受到的重力小于它的离心力时，就会飞离，即临界条件为：
m*W^2*r=m*g=GmM/r^2
其中
W为角速度: W=2*pi/T=20*pi弧度每秒,
m为表面任一物体质量，
M为中子星质量
由上式得中子星质量为
M=W^2*r^3/G
所以中子星密度最低为
rou=M/V=W^2/(4/3*pi*G)=400*pi/(4/3*G)
=300pi/G =1.413*10的13次方千克每立方米

（2）还是那个式子
m*W^2*r=m*g
所以 g=W^2*r=400pi^2*10000=4*pi^2*10^6牛每米平方