Question

現代宇宙學告訴我們，恒星在演變過程中，會形成一種密度很大的天體，成為白矮星或中子星，1m³的中子星物質的質量為1.5×10¹⁷kg，繞此中子星運行的衛星的最小周期為多少？（G=6.67×10^-11 N?m²/kg²，球的體積v=

4

3

πR3）若某一中子星半徑為10km，求此中子星的第一宇宙速度．

Answer 1

中子量質量M=

4

3

πR³ρ    ①，
由牛頓第二定律得：G

Mm

R2

=m(

2π

T

)2R     ②，
由①②解得：T=

3π Gρ

，則最小周期T_min=

3π Gρ

=9.7×10^-4s，
設第一宇宙速度是v，由牛頓第二定律得：G

Mm

R2

=m

v2

R

   ③，
由①③解得v=

4πR2Gρ 3

=6.5×10⁷m/s； 
答：繞此中子星運行的衛星的最小周期為9.7×10^-4s，此中子星的第一宇宙速度是6.5×10⁷m/s．