太阳系以外存在着许多恒星与行星组成的双星系统。它们运行的原理可以理解为:质量为M的恒星和质量为m的行星(M >m),在它们之间的万有引力作用下有规则地运动着。如图所示,我们可认为行星在以某一定点C为中心、半径为a的圆周上做匀速圆周运动(图中没有表示出恒星)。设万有引力常量为G,恒星和行星的大小可忽略不计。
(1)求恒星与C点间的距离。
(2)计算恒星的运行速率。
【答案】(1) (2)
【解析】(1)恒星和行星做圆周运动的角速度、向心力的大小均相同,则
可得
(2)恒星运动的轨道和位置大致如图,
对恒星M有
解得