
(和MingsongHu一起重新构造了拉格朗日点s)
在了解拉格朗日点之前,应该先对双星系统有所知晓。为了方便,把双星系统中大质量的称为恒星,质量$$M_1$$,比如太阳;小质量的称为行星,质量$$M_2$$,比如地球。
由$$\frac{GM_1M_2}{R^2}=M_1\omega ^2 R_1$$,$$\frac{GM_1M_2}{R^2}=M_2\omega ^2 R_2$$,
得$$\frac{R_1}{R_2}=\frac{M_2}{M_1}$$,$$\omega^2=\frac{G(M_1+M_2)}{R^3}$$
双星以相同角速度围绕质心(到旋转中心距离与质量反比)旋转,角速度由质量和距离决定。
在双星系统中引入第三个天体,为同前面统一,这里称卫星,由于$$m< 
对于拉格朗日点的讨论,更喜欢$$L_{4,5}$$的讨论,简洁、巧妙。
$$\frac{GM_1M_2}{R^2}=M_1a_1$$,得$$a_1=\frac{GM_2}{R^2}$$,同理得$$a_2=\frac{GM_1}{R^2}$$,得$$a_{14}=\frac{GM_1}{R^2}$$,$$a_{24}=\frac{GM_2}{R^2}$$,根据图中几何关系$$\frac{R_1}{R_2}=\frac{M_2}{M_1}$$,$$a_4$$不仅指向双星的质心,由$$a=\omega^2r$$,且满足角速度相同。
如果仅从中学生做题的角度看,只需要掌握在拉格朗日点的卫星和双星具有相同角速度即可。
抽空看
https://www.sciencealert.com/unique-locations-in-space-could-trigger-a-fierce-new-space-race
等质量双星的L4