Jakub Pabisz 122 wyśw. 19-05-2025 16:10

Arkusz XIII z.2

Gwiazda fizycznie podwójna to układ dwóch gwiazd leżących blisko siebie i oddziałujących na siebie grawitacyjnie, w wyniku czego krążą one wokół wspólnego środka masy. Rozważmy taki układ składający się z gwiazdy A i gwiazdy B, z których obie krążą po orbitach kołowych wokół wspólnego środka masy. Odległość między gwiazdami w trakcie ich ruchu wokół wspólnego środka masy jest stała i wynosi 24 j.a. (1 j.a. - jednostka astronomiczna, średnia odległość Ziemi od Słońca, równa 150 mln km). Masa gwiazdy A jest trzykrotnie większa niż masa gwiazdy B. Okres obiegu gwiazdy A wokół wspólnego środka masy wynosi 80 lat ziemskich.


2.2
Okres obiegu gwiazdy B wokół wspólnego środka masy jest ..................... (większy niż/mniejszy niż/taki sam jak) okres obiegu gwiazdy A wokół wspólnego środka masy. Prędkość orbitalna gwiazdy B w ruchu wokół wspólnego środka masy jest ................... (większa niż/mniejsza niż/taka sama jak) prędkość orbitalna gwiazdy A.


Dlaczego okresy obiegu tych gwiazd są takie same? Czy wynika to z tego, że oddziałują na siebie (bo są blisko. Swoją drogą, czy 24au to blisko?) i w związku z tym krążą niejako połączone ze sobą osią zaczepioną w środkach mas? Czy w tym przypadku nie mogę korzystać z III prawa Keplera?


Fizyka Dodaj post do ulubionych Poproś o pomoc
s.gugula 19-05-2025 16:37

To wynika z faktu, że mają wspólny środek masy, który zakładamy, że jest jakimś ściśle określonym punktem w przestrzeni. Żeby w trakcie ruchów tych dwóch gwiazd ten wyznaczony punkt ciągle był wspólnym środkiem masy, to w każdym momencie musi on znajdować się na linii łączącej te dwie gwiazdy, czyli muszą one okrążać ten punkt z takimi samymi częstotliwościami/okresami. Więc w istocie można sobie to wyobrazić tak jak gdyby gwiazdy były połączone wspólną sztywną osią (to oczywiście tylko w celach wyobrażenia sobie sytuacji). Czy 24 au to blisko to już kwestia względna, średnia odległość Ziemi od Słońca to 1 au. W tym przypadku III prawo Keplera nic nam nie da, bo ono dotyczy ciał krążących wokół jakiejś jednej masy M, a tu mamy dwa ciała, które nie krążą wokół jakiejś masy M, tylko krążą wokół punktu, który jest wspólnym środkiem masy takiego układu ciał, ale fizycznie nie ma tam żadnej masy.


Jakub Pabisz 19-05-2025 17:13

W porządku, rozumiem. Dziękuję :)


s.gugula 19-05-2025 18:02

Super, nie ma sprawy :)