财经社区女性社区汽车社区军事社区文学社区社会社区娱乐社区游戏社区个人空间
上一主题:一个有趣的实验 下一主题:突发奇想:声波既然传递能量,是...
 [31楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2008/07/18 14:58 

读帖时,帖子不存在
 [32楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2008/07/18 15:07 

读帖时,帖子不存在
[楼主]  [33楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2008/07/18 20:57 

读帖时,帖子不存在
 [34楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2008/07/19 10:33 

转速略小于临界值(常数),在倾角逐渐加大时,未必一直小于临界值。你说是这个道理吧?
=================================

呵呵,当然没这种可能

在倾角(重力矩)为0时,临界值一定是0,也就是自转速度为0,也可以直立不倒

倾角(自转轴与z轴夹角)增加,重力矩随之增加,自转角速度临界值必然随之增加

30度倾角的临界值,必然大于10度倾角的临界值

因此,如果陀螺在倾斜10度时不能形成规则进动,那么相同的自转角速度,在倾斜角度>10度时,必然不能形成规则进动

在0-90度范围内,临界值与倾角成正比,因此:

转速略小于临界值(常数),在倾角逐渐加大时,必然一直小于临界值。

同意吗?





我一直在紧扣主题,目的就是要你用L'=L+dL解释“进动并倾角逐渐加大”的现象
目前我正在要你认可保守系统存在“进动并倾角逐渐加大”的现象,然后加以解释

首先,你认为保守系统存在“进动并倾角逐渐加大”现象吗?
[楼主]  [35楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2008/07/19 16:14 

“临界值随倾角而变,(见式中cosθ),”不是你说的吗?怎么又成了“在0-90度范围内,临界值与倾角成正比”
倾角和倾角的余弦的差别,应该是很清楚的吧。
“进动并倾角逐渐加大”的现象,可能会出现,但未必是普遍现象。我提出的实验就是相反的例子。
L'=L+dL这个式子,也不是个容易说明问题的式子。既然是定点转动,你还是看欧拉动力学方程就好了。没必要在这个你不是怎么很清楚的式子上下功夫。
 [36楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2008/07/19 17:21 

是你说的"要解释陀螺会如何运动,就是用动量矩定理。及由此推出的方程及解"

由动量矩定理推出的方程能够解释的问题,用动量矩定理一定可解,否则内部不能互通

所以,"要解释陀螺会如何运动,就是用动量矩定理。"完全够了

动量矩定理不外乎dL=Mdt
解释陀螺为什么进动就是用L'=L+dL
(看这里>)

这没什么不可理解的,简洁而清晰,我很清楚,但是不能用他解释"进动并倾角逐渐加大"现象,所以请你帮忙,请不要嫌麻烦

 

再有,前面贴的教材取自刘延祝《陀螺力学》

临界角速度表达式中的“mglcosθ”显然是重力矩,这里的θ应该是自转轴与水平面的夹角(直立时力臂为0,即θ=90度),

而我说的“倾角”是自转轴与z轴的夹角,所以

"临界值随倾角而变,(见式中cosθ),"与"在0-90度范围内,临界值与倾角成正比"并不矛盾

是我没交代清楚,这不怪你

 

仍然请你确认,是否存在“进动并倾角逐渐增加”现象,如果你认为不存在请说清楚道理

如果存在,请像前面给出的“链接”中那样用“动量矩定理”解释之

[楼主]  [37楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2008/07/20 11:01 

你是否想用一个描述规则进动的公式。与不规则进动联系起来呢?
什么叫“成正比”,即与倾角的变化成正比,又与余弦成正比吗?
你似乎只讨论支点水平面以上的部分,对继续向下倒就不感兴趣了吗?角度变化范围怎么限定在90度之内。

还是就你的观点完整的拿出来,否则没有意义。
 [38楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2008/07/20 17:44 

对【37楼】说:

再明确一次

刘延柱式中的θ是自转轴与水平投影的夹角

我说的倾角是图中的α,自转轴与竖直轴的夹角,对直立的人,我们总不能说他倾斜了90度,而应该说他倾斜了0度,也就是倾角应该是自转轴与竖直轴的夹角

倾角越大,临界角速度越大

 

明白了吗?~

 

你是否想用一个描述规则进动的公式。与不规则进动联系起来呢?

你认为规则进动是一个原因,不规则进动又是另一个原因

你说得很清楚“要解释陀螺会如何运动,就是用动量矩定理”,某大学的教学视频说得也很清楚“这就是产生旋进的原因”,你们可没说进动是否规则

如果你现在就说“规则进动与不规则进动的原因不同”,我们就立即结束本回合对话,转入其他话题

 

你似乎只讨论支点水平面以上的部分,对继续向下倒就不感兴趣了吗?角度变化范围怎么限定在90度之内

陀螺倒不倒,不一定非要翻到水平面以下,而且一般也翻不到

比如此示意图,这个不自转的陀螺,这个样子就算倒了

 

现在请继续确认,理想保守系统,是否存在“进动并倾角逐渐增加”现象,也就是你说的(不规则进动),如果存在,请用“动量矩定理”解释该陀螺怎么会如此运动

[楼主]  [39楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2008/07/20 20:58 

我知道你应该是有些想法。不要卖关子了。都讲出来再讨论就是了。

限定倾角变化范围在90度之内是没有道理的。
规则进动是章动角速度保持为0的进动,相对一般情况要简单的多,因此有专门讨论。但陀螺的章动角速度为什么会保持等于0,却不容易。

似乎你对你关心的倾角逐渐增大的进动有更好的解释,那说出来吧。还等什么呢
 [40楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2008/07/21 09:25 

久广同志,你误解了,并不是我有没有“更好的解释”,而是现在有没有找到真正的“原因”

不能因为没有更好的解释,就随便抓一个,抓来的这个不见得就是现象出现的“原因”

不能因为找不到某个孩子的爹,就随便抓个男人冒充,这个男人不一定就是孩子的亲爹

我们正在寻找“进动的原因”

你说“要解释陀螺会如何运动,就是用动量矩定理”,dL=Mdt,那位大学讲师说L'=L+dL,这就是“产生旋进的原因”

显然,你们已经找到了“陀螺进动的原因”

既然找到了,那就应该能解释“陀螺会如何运动”,但是,你们却不能用此“原因”解释“进动并倾角逐渐增加”的现象
那么,请问,L'=L+dL到底是不是“产生旋进的原因”?或者只是“产生规则进动的原因”?
[楼主]  [41楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2008/07/21 11:36 

不过你一直在强调“进动并倾角逐渐增加”,还是应该有更多一些的认识,不妨说出来听听。

所谓动量矩定理,其实就是牛顿定律的另外一种表示形式。实质上是一样的东西,只是表现出来不同的现象而已。
 [42楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2008/07/21 15:49 

没有自转的陀螺失去平衡,会像这个图一样倒下来

(图1) 

这我们都看到并亲身体验到了,就像苹果落地一样,没必要再解释“为什么如此”

然而,高速自转的陀螺同样倾斜失去平衡,却不肯倒下来,而要去水平进动

(图2) 

这就需要解释一下“为什么”

事实很明显,自转的陀螺不会像第一个图那样老老实实倒下,而是会产生进动,对此,你和那位讲师都胸有成竹地说“我们知道原因是什么!用动量矩定理可以解释,因为dL=Mdt,L'=L+dL,所以陀螺产生进动而不倒

你们知道陀螺进动的“原因”,很清楚,自转的陀螺在外力矩作用下出现进动,道理应该是相同的,不可能有很多原因

然而,你们的道理,却不能应用于“不规则进动”,因为客观事实没有按照你们的大拇指方向发展,也就是说,你们依赖大拇指指示方向的道理不符合事实

 

那么,你们所说的还是不是“道理”,就要大大地画个问号了

根据你们动量矩、力矩等“规定”,以及严密的数学,我承认你们知道动量矩L'到了哪里,L'=L+dL,但是很明显,你们却不知道陀螺去了哪里

我问的是陀螺,没问动量矩。“请问陀螺为什么不倒”而不是“请问动量矩为什么不倒”,那动量矩不用谁来说,经典力学规定他永远也不会“倒”,但使用它来代替陀螺,却是张冠李戴了,因为更多的时候,陀螺并不和L'在一起

只是看到陀螺的自转轴向L'追过来,就理直气壮地说“L'就是产生旋进的原因”,好像很缺乏说服力,自转轴没追来的时候呢?

 

我们就此问题的对话,也应该有一个明确的结果,我很希望看到你个人对“因为dL=Mdt,L'=L+dL,所以陀螺产生进动而不倒”这个“道理”的意见

所以一再追问你

L'=L+dL到底是不是"产生旋进的原因"?或者只是"产生规则进动的原因"?

 

 

如果认为“动量矩定理,其实就是牛顿定律的另外一种表示形式”,也可以将动量矩定理还原成“f=ma”并直接解释陀螺的运动,这样只应用一个法则,将图1和图2统一起来,也就解除了陀螺运动的所有疑问

基本法则越少越好,不是吗?

[楼主]  [43楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2008/07/21 18:46 

安你的理解,牛顿定律不能解决与旋转有关的问题吗?还是只能解决质点绕心旋转问题,而不能解决其他旋转问题?
那只是你的理解过于狭隘了。

动量矩是矢量,正如角速度一样。欧拉角告诉我们,定点转动的情况下,这样角速度分解为三个分量。动量矩也是一样的,这也是称为角动量的原因,因为与角速度相似。用类似L'=L+dL的形式恐怕难以描述角速度的方向,用手指头不能解决问题。
与自转角速度分量对应的动量矩分量就是陀螺了,这个问题不难解决。

我不清楚,你是认为原来的解释错误,还是认为原来的解释正确?或者只是认为对原来的解释不满意?

问题本来就很复杂,看一下欧拉角就知道复杂了。动量矩更是比欧拉角复杂得多。想简单未必能做到。
有时候是形式上简单,(如动量矩定理这样的矢量方程)但实际上一点都不简单。
 [44楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2008/07/21 23:17 

久广同志,你又冤枉我,我什么时候说过"牛顿定律不能解决与旋转有关的问题",我不是正在向你请教如何用f=ma解释陀螺运动吗?

用类似L'=L+dL的形式恐怕难以描述角速度的方向,用手指头不能解决问题

很好,难得看到你的真实感受,既然用叉乘(手指头)不能解决问题,你应该认为这个教学视频中>的解说员在瞎扯了,振振有词地宣讲一个根本就不能解决问题的“道理”

可怜的大学生们,一代又一代地被他们愚弄~

这就算我们第一个进展吧~

 

接下来进入下一个环节,你想通过什么途径体现f=ma?


通过欧拉角?

欧拉角>
用来确定定点转动刚体位置的3个一组独立角参量,由章动角θ、旋进角(即进动角)ψ和自转角j组成。为欧拉首先提出而得名。它们有多种取法……

请问这3个角和f=ma是什么关系

(我们一点点捋,先说关系,然后再说欧拉运动学方程和欧拉动力学方程)

[楼主]  [45楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2008/07/21 23:27 

角速度矢量,你搞清楚了吗?
搞清楚了,再讨论更复杂的角动量还差不多。
 [46楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2008/07/21 23:43 

你到底是用“欧拉角”还是用“角动量定理”来解释陀螺?

不管用什么,最终总要说清楚如何直接体现f=ma

如果你坚持用角动量,那么关于角速度,就下图,我们可以直观地说,圆盘在顺时针自转,你也可以人为规定角速度的方向与盘面垂直,不管采用什么螺旋法则,我没意见,总之最后要说清楚f=ma在哪里

也就是在本意要圆盘绕3-9翻转的两个F的作用下,怎么会出现了绕12-6的翻转,道理何在

如果没意见,就以这个最简单的情形为平台展开吧,记住请不要用“手指头(叉乘)”,因为你刚刚说他不能解决问题

[楼主]  [47楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2008/07/22 10:48 

读帖时,帖子不存在
 [48楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2008/07/22 12:00 

算了算了,多年的朋友了,我不想吵架

不过我确实不知道自己哪里“觉得很了不起”

不管和谁讨论,我总是要求对方兑现自己的承诺,比如现在,我要求你实现自己的话“动量矩定理,其实就是牛顿定律的另外一种表示形式”,也许这太过分了,抱歉

每次都是如此,几乎我的每一个对手都胸有成竹地“知道”陀螺为什么会进动,然而稍稍深入,就开始节外生枝,指责我基础知识不足

呵呵,基础知识不过就那么几下子,愿意用“矢量”就用,非要用“矢量乘法”我也没意见。总之要分析几种现象,不转时的“直接倒下”,高速自转时的“规则进动”,达不到高速自转时的“非规则进动”

这都是客观事实,说明白不就完了?

然而,大多数人就开始急了,呵呵,我不知道急得是什么

好在你还没急,到此为止吧,再弄下去你也要急了


不过有一点你好像弄反了
“你不知道动量矩定理是如何来的吗?
你不用牛顿定律,解释一下为什么有动量矩定理!”

我可没说过牛顿定律不是动量矩定理的基础,正相反我正在请教你如何直接用牛顿定律,替代动量矩定理解决陀螺问题
一个产生于某基础的高级理论能够解决的问题,必然可以应用其基础加以解决吧?何况只是定性分析?

用乘法可以计算的题目,用加法必然可以计算,不过是繁琐一些,讲一下定性的道理难道很困难吗?
何至于指责我的基础知识?难道一个人为规定了方向、大小的“伪矢量”就如此重要?再说我也没限制使用啊
我不过是想看一看不用“矢量乘法”的解释而已



最后谈一下个人感受

1、用动量矩定理不能解释陀螺的运动,因为陀螺本身与“动量矩”是两码事,数学计算出的“动量矩”变化不能反映陀螺的真实运动,也就是你说的“手指头的方向不能解决问题”

2、“动量矩定理”不能还原成“牛顿定律”,因为中间还隔着一个至关重要的基本法则“螺旋定则”

3、陀螺“为什么”会如此运动(包括不倒、进动等),目前还是悬案,和满说“上帝躲在陀螺里笑”,一点不错,上帝是什么还不能确定,但是可以肯定不是“动量矩定理”

为了避免矛盾升级,我只好就此罢手了,遗憾~
等以后再说吧~呵呵
[楼主]  [49楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2008/07/22 13:16 

很遗憾你仍然不清楚矢量ω和Δω。
其实说出来你应该是知道的,但在讨论的时候,你就忘了。
简单的说对于此问题,矢量是分量的矢量和。不能一个分量代替整个矢量。这大概就是你想不明白的地方。
动量矩矢量显然比角速度复杂,不能准确搞清楚矢量的方向也很正常。正如你搞不清楚30km/s速度的方向一样。每秒几米的速度的方向是不会搞错的,为什么30km/s速度的方向会搞不清楚?一点都不奇怪。你想明白就好了。
 [50楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2008/07/22 14:43 

很遗憾你仍然不清楚矢量ω和Δω
===============================

呵呵,如果能用如此简单的概念解决陀螺问题,你又何乐而不为,我有何乐而不听呢?

前面已经说过"关于角速度,你也可以人为规定角速度的方向与盘面垂直,我没意见",你接着说就是了

无力矩作用,该矢量的方向及大小都不变

有力矩作用,矢量将会变化,出现Δω

你接着说呗,这Δω与原矢量ω的位置关系如何?这有何难,一句话的事

如果画图不方便,我可以代劳

借用《陀螺与惯性导航原理》中的插图,角速度如图中红色箭头,没问题吧?

请将Δω画在图上,也可以你说我来画

[楼主]  [51楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2008/07/22 15:15 

你仍然不知道自己错了吗?
你真不知道分量及其矢量和各是什么吗?
那你只好从头学了。

本来是你提出问题,你应该说清楚。
而牛顿力学已经将很多问题解释清楚了。你应该清楚牛顿力学之后再提出疑问。
如果别人说你不懂牛顿力学,你显然是不会承认的。
因此没有人可以告诉应该如何理解牛顿力学。
那只能你自己学了。别人说什么都没有用。
等真正学好了再提出你的疑问,不至于不知道自己说了些什么。
 [52楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2008/07/22 15:29 

奇怪了~
难道陆元九院士的ω标错了?

那我真是不懂你所说的"牛顿力学"了,我能看懂陆院士标出的ω,却不能理解你的“ω和Δω”

这是原图

嗯,难怪我们说不到一起

 

对了,如有可能,劳驾动动手,请在陆院士的原图上标出你所说的"ω和Δω",我必须承认自己没学好牛顿力学,但是你肯定知道怎么画,应该是举手之劳吧,我也好明白明白,不就是两条线吗?

[楼主]  [53楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2008/07/22 22:17 

读帖时,帖子不存在
 [54楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2008/07/22 22:50 

对【53楼】说:
③角速度
  定义t时刻的角速度为
角速度描述刚体的运动状态.角速度是一个矢量,它的方向用右手螺旋法则确定,如下图所示。

 

不好意思~

你说的角速度,和上面这个“角速度>”是一个吗?

 

[楼主]  [55楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2008/07/23 00:24 

读帖时,帖子不存在
 [56楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2008/07/23 09:09 

读帖时,帖子不存在
[楼主]  [57楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2008/07/23 11:15 

读帖时,帖子不存在
 [58楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2008/07/23 15:30 

嘿嘿,早说是欧拉角多痛快,干吗绕这么大弯子

 

欧拉角

 

请注意红线部分,知道了三个角和时间的关系,可以计算角速度的三个分量,反之亦然

请问这有什么用?

别人的问题是,三个欧拉角和时间为什么会有这个关系(陀螺为什么如此运动),没有问角速度在坐标轴上的三个分量,算出它来有什么用?

 [59楼]  作者:59.33.222.*  发表时间: 2008/07/23 21:51 

读帖时,帖子不存在
[楼主]  [60楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2008/07/23 22:31 

读帖时,帖子不存在

精彩推荐>>

  简捷回复 [点此进入编辑器回帖页]  文明上网 理性发言
 推荐到西陆名言:
签  名:
作  者:
密  码:
游客来访 
注册用户 提 交
西陆网(www.xilu.com )版权所有 点击拥有西陆免费论坛  联系西陆小精灵

0.27838587760925