Q.

Two planets A and B having masses m1 and m2 move around the sun in circular orbits of r1 and r2 radii respectively. If angular momentum of A is L and that of B is 3 L, the ratio of time period (TATB) is                       [2024]

1 127(m2m1)3  
2 (r1r2)3  
3 (r2r1)32  
4 27(m1m2)3  

Ans.

(1) 

        We know, T2r3(TATB)2=(r1r2)3

        TATB=(r1r2)3/2                                                             ...(1)

       Given LB=3LAm2v2r2=3(m1v1r1)

        v2v1=3m1r1m2r2                                                               ...(2)

       Orbital velocity, v=GMsrv2v1=r1r2                  ...(3)

       From eq. (2) and eq. (3)

       r1r2=3m1m2r1r2r1r2=(m23m1)                               ...(4)

       Using eq. (4) in eq. (1)

       TATB=(m23m1)3=127(m2m1)3