某行星自转一周所需时间为地球上的6小时,若该行星能看做球体,它的平均密度为3030kg/m³.已知G为6.67

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  • 某行星自转一周所需时间为地球上的6小时,若该行星能看做球体,它的平均密度为3030kg/m³.已知G为6.67*10-11Nm²/kg²(6.67×10的负11次方),在这个行星上两极测得的一个物体重力是10N.则在该行星上称得物重是多少?

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    题中最后一句,应该是计算物体在“赤道”处的重力.

    在两极,万有引力提供重力.(没有“自转”的影响)

    在赤道,万有引力提供重力和向心力.(有“自转”的影响)

    两极处:GmM/R²=F-----------------(1)

    赤道处:GmM/R²=F'+m(2π/T)²R---------(2)

    天体质量:M=ρV=ρ[4πR³/3]=4πρR³/3-----------------(3)

    (3)代入(1)得:F=Gm(4πρR³/3)/R²=4πGmρR/3=[Gρ/3]4πmR--------(4)

    (3)代入(2)得:

    F'=Gm(4πρR³/3)/R²-m(2π/T)²R=4πGmρR/3-4π²mR/T²=[Gρ/3-π/T²]4πmR----(5)

    (4)/(5)解出:

    F'/F=[Gρ/3-π/T²]/[Gρ/3]=1-[(3π)/(GρT²)]---------------------------(6)

    上式T=6×3600s=21600s ρ=3030kg/m³ G=6.67×10(-11)Nm²/kg² 代入(6)得:

    F'/F=1-0.1=0.9

    F'=0.9F=0.9×10N=9N