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探索“博科摆”测量地球自转的原理
[楼主] 作者:yanghx  发表时间:2008/09/05 16:36
点击:6821次

有关"博科摆"测量地球自转的原理,现在似乎还是个很模糊的问题?
这令我感到有些迷惑不解,还是野鹤的"陀螺不倒"问题给我的启发,
想到这其中的道理应该是基本相同的,暂且不说"陀螺不倒"的问题,
就说这个"摆向不变"的问题,现在居然扯到什么遥远的星系参照等问题了,
还有就是用"科里奥利力"来解释的,似乎都很牵强?

 

其实这个"摆向不变"的问题很好解释:
假设博科摆放在地球的极点O处,先把摆球拉开一个角度,假设到平衡点O的投影距离为R,
此时摆球的线速度v=地转角速度 * R,
然后释放摆球,当球摆到平衡点O的另一边时,
由于惯性,球的速度方向将保持不变,
但是此时的线速度显然是 -v,刚好与原来的线速度v方向相反,
这就使得科博摆开始逆地球自转方向旋转,

 

球再摆回到初始释放位置时,又变成了与地球自转线速度同方向的v,
这样在摆的"周期/2"里,线速度是v;
在另一个"周期/2"内,线速度是 -v,
所以最后的结果是:博科摆保持了原来的摆动方向不变,

 

当然,精确的定量描述需要积分,结果将显示:
博科摆的轨迹实际似乎不应该是一条直线,而是一条空间曲线?
总之,这与宇宙惯性系和科里奥利力好象没有关系吧?

 

由此可以设想出一个不会转动的"乒乓博科摆":
还是在极点处,只是在平衡点O处放一块完全弹性的木板,
依然先把摆球拉开一个角度,然后释放,球到达O点处时,就被木板反弹回来,
于是球不能到达平衡点O的另一边,于是这个"乒乓博科摆"也就不会相对地球旋转了?


不知各位对这个问题怎么看?还请多指点,

 

 

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 [2楼]  作者:222.240.99.*  发表时间: 2008/09/05 18:02 

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 [3楼]  作者:董银立  发表时间: 2008/09/05 18:05 

北半球时,地球逆时针转动,24小时一圈,因此单摆的摆动平面顺时针转动。24小时一圈。

※※※※※※
流水和气流不会改变其中超声波束的传播方向——动煤质波动理论呼之欲出!
 [4楼]  作者:董银立  发表时间: 2008/09/05 18:10 

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 [5楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2008/09/05 18:25 

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 [6楼]  作者:董银立  发表时间: 2008/09/05 18:29 

探索、测量地球引力场风是无用功。

※※※※※※
流水和气流不会改变其中超声波束的传播方向——动煤质波动理论呼之欲出!
[楼主]  [7楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/09/05 18:36 

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 [8楼]  作者:xhzjzs  发表时间: 2008/09/05 21:40 

我在思考,这是不是绝对静止系存在的证据?用随地球一起公转,不随地球一起自转的光介质做绝对静止参考系,会有那些矛盾解决不了呢?
 [9楼]  作者:hsx205  发表时间: 2008/09/05 22:44 

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 [10楼]  作者:222.240.55.*  发表时间: 2008/09/05 23:15 

对【7楼】说,
在陀螺不倒的问题上,我没有想到章动,承教!
傅科摆的方向不变的问题,我没有看见过和我相同的解释(作为参考),算我瞎蒙的吧。不过,我认为我的解释是符合牛顿惯性定律的——因为没有外力迫使摆球改变运动的方向,至于摆球的摆动则是重力的问题了——如果将傅科摆置在极地、摆球在地面的投影应当是23.9小时多一个完整的圆(因为地球每年实际是自转366圈);如果置在赤道、它对地面的投影就只能与赤道成一不变的交角了。虽然我找不到相同的解释资料,我认为航天科学家是明白这个道理的,他们将将嫦娥一号拨正方向对准月轴方向、被月球俘获后、就以这不变的方向绕月公转了,从月球的自转就可以摄到月球的全貌了。

曾云海
[楼主]  [11楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/09/06 00:59 

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[楼主]  [12楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/09/06 15:56 

对【10楼】说:

老曾可能是误解了,我的意思是:
如此用“线速度方向摆变”来解释“博科摆不变”的方法是否已经有了?
或者类似的方法也可以,我找了一下,没找到,所以拿到论坛来请教各位,
毕竟我的知识、消息、资料有限,还请各位帮助查询一下?


或者“线速度方向摆变”的解释并不合理?所以才找不到类似的说法?
联系到“陀螺不倒”的问题,似乎也是含糊其词,不说清要点,
不太明白其中的奥妙呀,难道这里也有类似“陀螺悖论”那样的问题吗?
没看出来呀,这里的问题似乎比陀螺来的简单明了,

[楼主]  [13楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/09/06 16:14 

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 [14楼]  作者:222.240.97.*  发表时间: 2008/09/06 18:03 

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 [15楼]  作者:爱果斯坦  发表时间: 2008/09/06 18:29 

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 [16楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2008/09/06 19:12 

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 [17楼]  作者:hudemi  发表时间: 2008/09/06 20:07 

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 [18楼]  作者:222.240.42.*  发表时间: 2008/09/06 21:07 

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[楼主]  [19楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/09/06 23:42 

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[楼主]  [20楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/09/07 00:03 

对【17楼】说:

“"傅科摆"和"陀螺不倒"的最本质原因确实是一样的,就是转动动量矩的方向保持不变”


老黄说的当然也不为错,可是进一步问:为什么“转动动量矩的方向保持不变”?
是不是现在学校里都不解释这个问题呢?
虽然物体为什么会具有惯性的问题很难用其他更基本的理论或机理解释,
但是转动动量矩的方向为什么会保持不变,这个问题确实是可以用“线速度方向转换”来解释的?

 [21楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2008/09/07 00:07 

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[楼主]  [22楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/09/07 00:15 

对【15楼】说:
能画一下吗?我感觉似乎是一条这样的曲线,先只能大概夸张的画一下:
 [23楼]  作者:平阳睡狮  发表时间: 2008/09/07 00:34 

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 [24楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2008/09/07 00:39 

对【22楼】说:
    相对于地面肯定只是一条曲线,可是相对于整个宇宙“惯性空间”(通常可以称之为“绝对空间参考系”)就永远是一条直线。

※※※※※※
相对论误导科学走斜路,是非曲折待历史见证;引力场以太旧貌焕新颜,定海神柱将扭转乾坤。.................... 想当初时空迷思闯科海,荣辱以乐可生命当歌;看如今闲庭信步攀高峰,重构宇宙再平展时空。
[楼主]  [25楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/09/07 01:10 

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[楼主]  [26楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/09/07 01:14 

对【24楼】说:
宇宙“惯性空间”是个什么东东?能描述、解释一下吗?
 [27楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2008/09/07 02:48 

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 [28楼]  作者:222.240.96.*  发表时间: 2008/09/07 10:05 

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 [29楼]  作者:hudemi  发表时间: 2008/09/07 11:04 

老杨:
我在学校时,并没人讲傅科摆的事,所以并没人告诉我“傅科摆的摆向不变就是因为摆动球在摆动方向上具有惯性”。
你所谓的“乒乓博科摆”,如果挡板始终与摆的线速度平面垂直,则结果会与自由傅科摆一样,保持其自身的线速度平面方向不变。但由于地球自转,地球上的观察反倒会发现这个平面在变。如果档板不能保持与摆的线速度平面垂直,则不会出现与自由傅科一样的结果,因为这时档板的外力改变了这个速度平面。
[楼主]  [30楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/09/07 12:06 

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