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重新开贴==陀螺进动问题==不欢迎浑人
[楼主] 作者:云野鹤  发表时间:2010/10/18 09:00
点击:11966次

 

其实就是寻找明白人(注:本贴不欢迎浑人)

将上图抽象为以下理想模型,并考察图示质点的运动
根据模型分析,质点必然存在垂直盘面方向的加速度

对以上模型,可以写出陀螺边缘质点的矢径r为:
r(t)=Rsin(ωt)(cos(Ωt)i+sin(Ωt)j)+Rcos(ωt)k
连续对t求2次导得到加速度:
a(t)=-R(Ω²+ω²)sin(ωt)(cos(Ωt)i+sin(Ωt)j)-Rω²cos(ωt)k-2RΩωcos(ωt)(sin(Ωt)i-cos(Ωt)j)
第1项和第2项位于自转平面中,不需要考虑。
第3项垂直于自转平面,指向进动的方向,它的模为:2RΩωcos(ωt),就是所求的加速度
因此,质点垂直盘面方向的加速度a(t)=2RΩωcos(ωt)

 

以上是第一种方法
还可以根据科氏加速度计算方法得出上述结果
前提条件同上
圆盘在自转ω的同时,整体绕垂直轴以匀角速度Ω旋转
质点随圆盘自转的切向线速度v=Rω,任意时刻,该速度可分解为
铅直方向v=Rωsin(ωt),不产生科氏加速度
水平方向v=Rωcos(ωt),这一项要产生科氏加速度,大小为a=2Rωcos(ωt)×Ω,方向如图所示
因此,任意时刻,质点在垂直盘面方向的加速度a(t)=2RΩωcos(ωt)
结果同上
(此方法借用了旋转非惯性系,
见附录

 

以上结论如果没有问题,确认后,可根据f(t)=2mRΩωcos(ωt)做全盘积分,即可得到外力矩M

(原帖过于混乱,因此重新开贴,希望基础太差者不要进来)



※※※※※※
知之为知之,不知为不知,是为人的基本素质,意思是不知道别瞎扯
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[楼主]  [2楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2010/10/18 09:00 

我所说的,基本都是教科书内容,有谁愿意理性探讨,本人欢迎
胡搅蛮缠、基本功稀松者请自重

这里介绍的是官方对陀螺在外力矩作用下做进动运动两种解释
基于角动量定理的整体分析和基于质点力学的细节分析

所以强调【在外力矩作用下的进动】,目的是与欧拉-潘索运动相区别
也说明这种外力矩迫使转子的进动,与重力陀螺(拉格朗日-泊松运动)的原理完全相同
请各位注意

恭候能看懂这几页教材的明白人参与交流

 

《附录》挪过来

 

 


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[楼主]  [3楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2010/10/18 09:01 

科普基本知识

(要理解陀螺进动现象,一些基本的力学知识是必需的
以下科普,均来自教材或网络资料,都是些基础知识,各种教材版本虽然不一定完全相同,但是基本原理没有区别
如果哪位发现有错误,请及时告知)


一、角动量守恒:
所有版本的力学教材,都明确表示:作用于刚体上的合外力矩M=0,则刚体角动量守恒
(即:角动量矢量的大小及方向都不变)
如果合外力矩M≠0,显然刚体角动量不守恒
这就与“合外力F≠0,物体动量不守恒”一个道理,清晰而明确


二、科氏力
物理学中的科里奥利力
>……

根据牛顿力学的理论,以旋转体系为参照系,这种质点的直线运动偏离原有方向的倾向被归结为一个外加力的作用,这就是科里奥利力。从物理学的角度考虑,科里奥利力与离心力一样,都不是真实存在的力,而是惯性作用在非惯性系内的体现
……


三、表观进动
3.3 陀螺仪的表观进动
>
由于陀螺仪自转轴相对于惯性空间保持方位不变(当陀螺仪的漂移足够小;同地球自转引起的地球相对惯性空间方位变化比较,可近似的认为陀螺仪相对惯性空间的方位不变),而地球以其自转角速度绕极轴相对惯性空间转动,所示观察者若以地球为参考基准,将会看到陀螺仪自转轴相对地球转动,这种相对运动称为陀螺仪的表观运动。

表观运动的实质是陀螺仪可以跟踪测量地球自转角速度。例如在地球任意纬度处,放置一个高精度的二自由度陀螺仪,并使其自转轴处于当地垂线位置,如图所示,可以看到陀螺的自转轴将逐渐偏离当地的地垂线,而相对地球作圆锥面轨迹的表观进动,每24小时进动一周。若使得自转轴处于当地子午线位置,此时将看到陀螺仪自转轴逐渐偏离当地子午线,也相对地球作圆锥面轨迹的表观进动,每24小时一周。



待续……

[楼主]  [4楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2010/10/18 09:07 

备用

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 [5楼]  作者:马国梁  发表时间: 2010/10/18 10:50 

我看了你的录像,进动还真的“无惯性”耶,用手一托即停止进动了!可你别高兴的太早了,我的新章动角公式是tgα= Jω/ J。ω。其中J<< J。,ω << ω。,即公转轴与自转轴夹角很小,自转轴的晃动很小,你能看出来吗?否则的话,请问进动动能那里去了?难道没了?
按照你的逻辑是不是那个小砣越重,进动得就越快呀,它是被什么力矩加速的呀?
 [6楼]  作者:zyh618  发表时间: 2010/10/18 11:29 

按照我在那个老贴里说的就成了,没有什么高手,这仅是牛顿力学当中的一个习题!


曾云海
[楼主]  [7楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2010/10/18 11:51 

对【5楼】说:

可你别高兴的太早了,……,请问进动动能那里去了?难道没了?

============================================

我没什么好高兴的,那都是教材中的结论,也是事实
能考虑到这个问题,说明你的头脑还是清醒的,值得回复

转动动能去了哪里,这是下一个问题,第一个问题是:
这个逆时针自转的转子(规则进动抽象模型),在外力矩M的作用下,为什么没有绕转3-9轴翻转(倒下),而是绕12-6轴翻转(进动)
众所周知,转子的自转轴水平偏转=角动量水平偏转=dL方向水平=角动量矢量端点的速度方向水平(u=M)
这一切都是外力矩所为
所以问题可以归结为:外力矩M是如何做到的
请叙述你的理由

脚踏实地,步步为营
先解决这个问题,也许你的后续问题就会逐步解决



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 [8楼]  作者:zyh618  发表时间: 2010/10/18 12:19 

先明白进动是什么?

【表观进动】只是表观的现象。



曾云海
 [9楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2010/10/18 12:22 

陀螺问题早就解决了,是直接从牛顿三定律推导出的结果,虽然有些抽象,但读大本的理科生理解起来没什么困难。
如果要解释的通俗一些,可以与骑自行车比较,走起来比较不容易倒,如果停下来,靠两个轮子是很难不倒的。
非要搞些容易理解的解释,恐怕并不容易。与牛顿力学不符就很容易出错。
 [10楼]  作者:zyh618  发表时间: 2010/10/18 12:30 

久广先生的点评恳切,只是云野鹤不懂牛顿力学。


曾云海
 [11楼]  作者:zyh618  发表时间: 2010/10/18 12:42 

请马国良先生暂停,让我来教育这累教不懂的云野鹤。


曾云海
[楼主]  [12楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2010/10/18 12:46 

9楼久广先生久违了:)

也请解答7楼问题:外力矩M是如何做到的?

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 [13楼]  作者:zyh618  发表时间: 2010/10/18 13:10 

野鹤,

你自己先明白进动是什么?与牛顿力学是什么关系?7楼那不是问题。


曾云海
[楼主]  [14楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2010/10/18 15:21 

本贴继续等候老马和久广的解答
胡言乱语者请自重

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 [15楼]  作者:zyh618  发表时间: 2010/10/18 15:28 

不要等,你先说说什么叫进动!——你不知道什么叫进动,你到这里来一而再、再而三的发这样的帖子干什么?你以为这里的高手是义务教学的?


曾云海
 [16楼]  作者:马国梁  发表时间: 2010/10/18 16:22 

是应该让曾先生来教育这累教不懂的云野鹤!
“外力矩M是如何做到的?”这个问题都问了四年了,现在还问。
我已经说过了:陀螺受重力矩作用,但只要它一倒,它就受到横向力作用而改变运动方向。使它最终做起了圆周运动(进动),于是它就不再继续倒了。
[楼主]  [17楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2010/10/18 16:28 

【"外力矩M是如何做到的?"这个问题都问了四年了,现在还问】

四年前我就问过你,是否知道【规则进动】

我问的是这个陀螺为什么不倒
不管“只要它一倒”的过程

这个陀螺也是倾斜的(对称轴与固定轴的夹角为常数),没有“只要它一倒”,却水平进动
你知道他为什么没有倒却水平进动吗?
(请看我的签名)



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[楼主]  [18楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2010/10/18 16:37 

【最终做起了圆周运动(进动),于是它就不再继续倒了】

问题就在这里,为什么不再继续【倒】
怎么【于是】的

如果这样做圆周运动就可以不倒,那么下图也就成立了
(蓝球可视为质点)

 

 

你认为可能吗?

 

能解答就解答,不能解答不难为你
或者你静下心来,看看2楼的教材,那里有解答
OK?



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 [19楼]  作者:zyh618  发表时间: 2010/10/18 17:43 

夜貉,

你不要摆弄了,你只说进动是什么。陀螺问题只是牛顿力学理论的一道习题,我根本就不当它当回事,你搞四年还搞不懂。


曾云海
[楼主]  [20楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2010/10/18 20:09 

老马、久广两位,还在思考?
还是不能解答?

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 [21楼]  作者:zyh618  发表时间: 2010/10/18 20:21 

夜貉,

你还问他们两人干什么?先回答什么叫进动!我是刻意叫他们两人先不要理你的!他们一理你、你又结结巴巴扯的大半天,连什么叫进动都不知道的家伙,有什么资格讨论陀螺的进动。


曾云海
[楼主]  [22楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2010/10/19 12:09 

和满先生已经失踪很久了。。。甚是想念

欢迎能看懂2楼的明白人参与意见

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 [23楼]  作者:zyh618  发表时间: 2010/10/19 12:27 

夜貉,

还不知道进动是什么么?


曾云海
[楼主]  [24楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2010/10/19 12:35 

凡有意参与此话题的人,首先请自行推导2楼24页dF表达式,将推导过程放到论坛上来,以证明自己具有理解陀螺进动现象的基础知识和相应的智力
9楼久广说的很对,此问题早已在牛顿力学框架内得以解决,目前阶段,是重温教材中的知识
能力不足者,请自重

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 [25楼]  作者:zyh618  发表时间: 2010/10/19 13:03 

夜貉,

首先是要知道进动是什么!


曾云海
 [26楼]  作者:541218  发表时间: 2010/10/19 13:13 

这位自以为是的劳教(老焦)先生,至死不悟,成了众矢之的 !过街老鼠,又象一条疯狗,到处咬人……


劳教(老焦)先生并不是来这里寻觅高手探讨学问的,而是来炫耀的,是来兜售的,是来张扬的,是来“科普”的…………是来哗众取宠的,是来卖弄的…………


谁指责他 他就辱骂对方是“浑人”…………谁恭维他,谁就是“高手”!所以,有如说是来寻觅高手的,就不如直接了当地说是来寻觅恭维者和捧场者,……
因为劳教(老焦)先生自己觉得已经研究熟透,火候已到,可以出炉,可以走出大山了去四处卖弄炫耀了……他自己觉得已经不需要知识了,所缺少的只是恭维和捧场…………所以将他的“杰作”贴出来 到处卖弄,企图得到恭维和捧场…………他哪里知道自己的拙作 简直如同一道小儿科的习题,不值一答

谁指正他,提醒他迷途知返,他就辱骂谁是个“浑人”,劳教(老焦)先生只爱听恭维话,不爱听逆耳忠言,拒不接受批评与教育,

马老师 多次中肯地友善地提醒他老焦不要再执迷不悟了,浪费寿命,于家人于社会于自己都是个灾难……苦海无边…………回头是岸!


你老焦,有成就有杰作何必贴在这里招惹烦恼? 你干脆将你的杰作([1楼])整理成规范的论文稿件投送到世界最权威的物理杂志:英国的《自然》 或美国的 《科技周刊》 或《中国科学》(A)或《大学物理》…………

很快,你就会扬名天下 很快就会接到大学物理系聘请通知 你就会获得诺贝尔大奖 你就会垂名史册 万古流芳…………

因为你已经敢保证你的([1楼])观点准确无误!新颖独到!伟大的创新与发明!

如果你不承认你的([1楼])观点准确无误,尚有错误,只是自己一时尚未悟出来究竟错在哪里?那么别人(马老师)中肯地指出你在哪里迷失了方向……你为何拒不接受,反而用逆反心理竭力辩解、抗拒别人的善意指责呢?

你以为只有你才对陀螺进动现象作过深入周密的思索 与研究,别人都没有考虑过?只有你才对陀螺进动不倒感到好奇?只有你才阅读过相关教材?只有你才有能力探索陀螺进动现象,只有你才见到过陀螺,只有你对陀螺的运动的认识最深刻 别人都是浑人,低素质 低能儿 低智商 只有你才能看懂你所贴出的[2楼]、[3楼]的那些资料(教材),还有其他思路如由武汉大学博导许江宁 提供的 坐标旋转法 矢量变换法 等思路你见过么?那里的术语你听说过么?那里的所使用的定理、术语你都听说过么?你有你的一套,别人有别人的一套,你有你的研究历程 别人有别人的研究历程,我着手研究(试验、查阅相关文献资料)陀螺进动不倒的 年代是1964年的春天(你云野鹤那时还在精液里游泳呢),当时,我看了一场杂技表演 出于好奇 激发我对进动陀螺不倒现象陷入沉思,并立志发誓将其弄个究竟…………一发而不可收,为此 我从此便成了呆若木鸡的书呆子,思索与阅读 反复观察试验 深入思索与推导 四处求教 终于彻底澄清了这个问题,并且导出了一些鲜为人知的新定理(新规律),正是因为对陀螺不倒现象的痴迷而澄清了许多惯性力学的概念如 科氏力 也属于 惯性力的范畴,惯性力与引力具有力学等效性,即不可用力学试验予以区别!
惯性力与引力等价、平权、力学地位平等!加速度也具有相对性!当你乘坐在加速上升的电梯中时,你就认为地面在作加速下沉!而且这种理念(陈述)与坐在地面上的观察者认为地面静止不动,只是那个电梯在作加速上升的理念(陈述)完全等价平权!谁都对!谁都是真理!谁说的都符合客观事实!

这就是“广义相对性原理”。

以地面为参照物形成了习惯性的(独尊的)力学理念,认为 “电梯在加速上升”的陈述才是对的!才是真理!才符合客观事实!才是真实的!而 电梯中的乘客则坚决认为自己才是禁止着的!是地面在加速下沉!孰是孰非?莫衷一是!两者争执不休!各执一词!究竟谁说的才符合客观事实?我一直坚持认为依据“广义相对性原理”(运动的相对性),可知:这两种陈述平权等价!力学地位平等!因为他们的所用的参照系不同!任何参照系都是等价平权的力学地位都平等!

在这个问题上,云野鹤永远绕不过弯儿,永远不能领悟!所以云野鹤属于低能儿,属于直观人群!低级的智商!这是天资不足所致!就好比猪牛类的大脑结构注定了猪牛类不能理解抽象的事物!云野鹤的大脑结构注定了云野鹤不能理解 云野鹤应该得到谅解!
强迫云野鹤理解接受惯性力与科氏力的概念是强盗的逻辑!不能因为云野鹤无法理解和接受惯性力与科氏力的概念,就鄙视他,攻击他,侮辱他,因为要承认差异!云野鹤天资不足不是云野鹤的主观选择,所以并不是云野鹤的罪过!不能怪罪云野鹤!云野鹤低智商是其大脑结构所决定!云野鹤对此(低智商)不承担刑事责任!所以决定释放这只野鹤!让他还原其野性,让他自食其力…………


[楼主]  [27楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2010/10/19 13:25 

【26】楼

【有成就有杰作何必贴在这里招惹烦恼?你干脆将你的杰作([1楼])整理成规范的论文稿件】

念你一把年纪,就回你一贴
我没有成就,也没有将教材整理一下去投稿的恶习
已经多次强调,我的一楼是在复述2楼23、24、25页内容(你看不懂不要怪别人)
如果你能证明1楼错了,那么教科书也就错了
你功莫大焉
但是我不相信你有能力修改教科书
就这么简单,也请你自重
※※※※※※
知之为知之,不知为不知,是为人的基本素质,意思是不知道别瞎扯

 [28楼]  作者:541218  发表时间: 2010/10/19 13:54 

你别忘了 这是挑战的论坛!

凡是来这里的人都很自信!都不迷信他人!都不满足于教科书!教科书 也是人写的!这些人也不比你我强!大家都是彼此彼此!各有所长 各有千秋!各有所见!各有所识!各有所短!各有所误!各有所迷!各有信条!各有所能!互相批评 互相指责 友善交流 平等对话 虔诚虚心 爱听善意的批评教育 虚心向对方讨教 不同意对方的观点 也不宜辱骂对方 更不宜亵渎对方的人格 遇到不同观点应该谦虚地说:“鄙人对您的新观点尚需继续钻研思索以达透彻准确地理解,故暂不敢轻率苟同 与评说…………奢求能得到您的谅解 谢谢您的关注与不吝赐教,鄙人必将努力伺机报答您的一片苦心……鄙人对您的善意批评受益匪浅暂表终生感激…………鄙人还狗胆奢望能得到您不厌其烦地继续赐教与提醒?谢谢!——云野鹤” 这才是!

共同构建:“互相提醒 互相学习 互相启迪 优势互补 融智共铸 共创辉煌 相得益彰”的学术氛围 这才是人间正道!
 [29楼]  作者:zyh618  发表时间: 2010/10/19 14:03 

野鹤就是抄书摆谱,自己看不懂又不虚心请教别人,别人说不对,他就说书上是这么说的,别人说对,他就说他夜貉无敌于天下,俨然是一个陀螺专家。

我看透了夜貉,它根本不知道“进动”是什么意思!所以,我现在只要它说“进动”是什么意思!老朱不要和他说别的,只问他这点就行了,也不要告诉他——你若告诉了他,他就会说:“你终于明白了,正合吾意”。


曾云海
 [30楼]  作者:541218  发表时间: 2010/10/19 14:24 

【如果你能证明1楼错了,那么教科书也就错了 !但是我不相信你有能力修改教科书 我的一楼是在复述2楼23、24、25页内容(你看不懂不要怪别人)】


既然你已经将你的杰作与教科书相捆绑,而且你又坚决不相信网友能更正教科书,那你将你的杰作贴在这里何目的?你是来张扬的?炫耀的?兜售的?自我标榜的?科普的?你是来宣教的?你是来教训别人的?

“但是我不相信你有能力修改教科书 ”,你只相信你自己才能改进教科书?
如果你也不相信自己能改进教科书,那你这帖子又有何新意?因为你也没有独到的新发现新改进,只是对教科书的复述而已,完全忠诚于教科书,毫无新意!那你又贴这些干吗?难道你担心别人没有教科书?你那你干脆就去开一家新华书店,何必要你来复述教科书的内容!你的复述是你对教科书的理解,你对教科书的理解失真(走味了)!你在歪曲教科书!你在否认科氏力属于惯性力!你在侮辱教科书!

你怎么知道我就不能看懂教科书的呢?只有你一个人才能看懂教科书?你怎么知道我看不懂你所贴出的教材片段的呢?你怎么知道我就看不懂你的1楼的计算过程的呢?你怎么知道我就不知道“表观进动”的呢?我是在与武汉大学许江宁博导讨论陀螺进动规律时,许江宁博导发送一本电子教材给我,我就阅读到“表观进动”的名词与解释,当然还有其它一系列专业术语和名词…………怎么又变成是跟你学了“表观进动”名词,并且到处乱用的呢?我所阅读的教材是你所没有听说过的!我阅读研究陀螺理论的历史比你的呼吸史还长!小混蛋,不知廉耻的家伙,低智商 天资不足不怪罪你,但是你得谦虚一点!好像只有你一个人才见过陀螺进动,只有你一个人才对陀螺不倒好奇?好像只有你一个人才见过新华书店

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