1樓:勾陳囈
這題真的是奧賽的題目(滑稽)。
解決問題之前先要明確一點——既然這個星球物質組成與地球相似,那麼可以合理假設這是乙個密度與地球相同的球體,但是半徑未知。
接下來具體進行分析。對於下標, 代表地球相關量, 代表待求星球相關量。
根據題設,泥巴在地球上的初速度相當於這個星球的第二宇宙速度(逃逸速度),根據機械能守恆及由此推出的逃逸速度公式有
其中 為泥巴初速度, 為表面重力加速度, 為地球表面泥巴濺起的高度, 為星球半徑。根據上式易得
若該星球自轉影響可忽略,則重力可視為與萬有引力等同,即 ,其中 為萬有引力常數, 為星球質量。上式可進一步化為
等式兩邊均有 ,簡單約化並立方後,有
乙個星球的質量為 ,其中 為星球(平均)密度, 為星球體積。考慮到開頭的假設,有
聯立以上兩式並化簡,即得該星球質量表示式
代入 , , 及 計算,得 ,即為待求星球質量。
也許以上的思路和凍猿(誤) @董袁可沁 的答案是大同小異的。
對比一下數量級就可以看到,這個星球的質量即便相對於部分較大的小行星( )而言也完全可以忽略不計。不過,光看質量似乎還很難對這個星球的大小有些概念,順便計算一下半徑吧?
實際上,由於假設該星球與地球密度相同,故半徑之比僅取決於質量之比,即 ,代入計算即得 。
這個半徑什麼概念呢?北京地鐵二號線大致可以看成乙個6.7km×5.
4km的圓角矩形,把這個星球整個塞進二號線以內的區域,南北方向可能略緊張,東西方向會有相當的富餘,西直門外的北京天文館表示內心毫無波動甚至想開天文沙龍(滑稽)。
景山麻煩委屈一下(誤)
這麼小的個星球上,別說泥巴了,哪怕是小豬佩奇就這麼跺一腳,都能直接飆出第二宇宙速度來——等等,要不要再來算一下第二宇宙速度?
很簡單,根據 代入資料即可得 ——不要跑,一跑就真的再也回不來了(滑稽)。顯然這樣的宇宙速度不可能有效束縛住氣體分子,因而不可能擁有穩定大氣,更不可能允許地球生物存活(確信)。
——你跟我說彗星?嗯,彗星那個大氣,算「穩定」嗎?(滑稽)
總之,「這都是常識!」
今年CNAO決賽在紹興。包括首日簽到在內,今天該是決賽的第三天。
據前方戰報,決賽筆試昨天下午已結束,國家隊選拔筆試今天上午也已收官,決賽觀測更是在昨晚全部完成,接下來兩天就是各種面基各種阿魯巴了(大誤)。
只參加過威海一屆的老萌新並沒太多可說的,只希望各路大佬盡量心平氣和,即便只拿到有機合成材料牌(誤)也不會長久耿耿於懷就好了。
祝你們玩得開心。
存檔。二零一八年五月六日十九點五十分答案
2樓:
先用V=√(2gh)
求出泥巴初速度的最大值。這個速度是該星球的逃逸速度。
V=√(2GM/R)①
因為星球密度與地球密度差不多,質量可表達如下M=4/3ρπR
地球質量m=4/3ρπr
那麼(R/r)=M/m
R=r √(M/m)②
回代進①式
V=2GM/(r √(M/m))
整理M=(rV/(2G√m))∧(3/2)帶入資料求得
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