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对【3楼】说: 请给出联合国大厦的傅科摆的原始参数。 我现在对昨天公布的计算数据修改如下: 在重锤的水平投影面上,轨道的长半轴为1.5米。 如短半轴为0.1米,那么半个周期的进动角为0.0032°,合每小时3.36°; 如短半轴为0.2米,那么半个周期的进动角为0.0122°,合每小时12.88°; 如短半轴为0.4米,那么半个周期的进动角为0.0491°,合每小时51.78°; 可以看出:与短半轴的大小的平方成正比。 在大庆市,当重锤逆时针进动的角速度小于每小时10.85°时,它将被摆的顺时针惯性角速度所抵消,表现为顺时针转动。 所以根据上述规律,要想能够看到逆时针进动,那么短半轴的大小必须大于0.168米;短半轴越大,进动角速度越快;当短半轴等于0.168米时,进动角速度为0 ;当短半轴小于0.168米时,逆时针椭圆将为"退行",即摆动面按顺时针转动;当短半轴减小到0时,重锤将呈直线摆动,顺时针角速度为每小时10.85°。但这种直线摆动状态很不稳定,一旦受到干扰,它就又发生顺时针椭圆的进动或逆时针椭圆的退行。其摆动面都是顺时针转动。 其实即使是直线摆动,也不是说重锤在水平面上的投影就真的是走直线。在科氏力作用下,而是走的一条近似的平抛曲线。其偏离越来越快,只不过很小罢了。 上述结果真是出人预料。空气阻力实实在在的减小了重锤做椭圆运动的动量矩,但却不影响长轴的进动!由此看来,齐老师的真空罩内部的实验结果也就可以预见了。 至于详细的推导、计算过程以后在适当的时候我将予以发表。
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马老师, 即使你将来凑出和我的实验事实一样的数据,即:傅科摆南北摆动时,当逆时针短半轴的大小为0.015米以上,摆动平面就明显向逆时针转动。 —— 这些也都是无关紧要的次要问题。
傅科摆实验中非常重要的现象你怎么不面对呢??? 当傅科摆南北摆动时,摆动状态会被顺时针扭转;假设开始时摆锤运动轨迹画的是逆时针椭圆,一会就扭成直线摆动,再一会就扭成摆锤运动轨迹画的是顺时针椭圆,随着时间增加顺时针椭圆短轴半径越来越大。 当傅科摆东西摆动时,摆动状态不会被顺时针扭转,甚至被逆时针微小扭转。假设开始时摆锤运动轨迹画的是逆时针椭圆,一直会画逆时针椭圆。即便开始时摆锤是直线摆动,最后也会成为短轴半径很小的逆时针椭圆。 |
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马老师说得对,有时候眼见并不为实,有些很微小的东西是观测不到的,而理论,如果正确的话,则可以更准确。
实验遇到的另外一个问题是,可能受到各种因素的影响,而产生预期之外的误差。要避免出现预料之外的误差,通常要下很多功夫。 |
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使傅科摆偏离平面摆动的力,当然是科氏力。而科氏力与V成正比,因此摆的速度最大时,科氏力最大。这应该就是摆形成椭圆轨迹的原因。
因此傅科摆不止是有宏观上的旋转,如教科书中说明的。摆的轨迹教科书中也说是椭圆或直线。 一般使单摆摆动的作用力远大于科氏力,也就不会有变为正圆的趋势。 初始状态,速度,方向在实验数据中有很大影响。但在长时间运行后,这些影响会逐渐消退,傅科摆指的应该是没有受到初始因素影响的长期运行的摆,就象联合国大厦中的傅科摆一样。 傅科摆南北摆动时,科氏力为水平力,而东西摆动时,科氏力为垂直于地轴的力。如果不计垂直于地面的力,则水平作用的科氏力是一样的,但由于摆本身的各种因素,垂直力的变化有可能引起摆的不同表现。 |
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马老师, 你看你顶楼的一段话:“如果无形物质被地球完全拖拽,那么傅科摆应该不进动才是;而如果完全不拖拽,那么傅科摆应该每小时顺时针进动10°才是;而不可能进动更多,因为无形物质不能逆地球自转方向运动;更不可能逆时针进动,因为无形物质也不能超地球自转运动。所以齐老师的解释是失败的。” 无形态物质逆地球自转方向运动;无形物质也不能超地球自转运动。是我推论出来的吗?是你自己推论出来的,你却把这个帽子扣到我的头上!你说我该怎么评价你? |
对【11楼】说:
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傅科摆在一般方向运动时,科氏力的方向可以这样确定。角速度ω的方向指向北极星,摆的任意运动方向为V,分别作法平面与两个方向垂直,科氏力的方向两个法平面的交线上,用叉积法确定科氏力方向在交线的哪一方。
在纯重力摆的情况下,摆锤在低位时,摆线与垂线的夹角就是科氏力大小的表示。 |
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对【19楼】说: 角速度是用地球的角速度,地球是绕地球的自转轴旋转的,否则就不是傅科摆了。地球自转轴只有一个,任何地方的角速度方向都是与自转轴平行的。 手动使摆顺时针或逆时针转根本与傅科摆无关。 |
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17 马老师, 按照传统理论,相对于星际空间,傅科摆的摆动状态会不会扭曲变化?会无缘无故由逆时针椭圆被扭曲成顺时针椭圆吗?显然不会。 你引入科氏力计算也可以,重锤在接近中心点时,速度最大,科氏力也最大,但是,你千万不要忘记,这时作用时间也最短;重锤在接近两端时,速度较小,科氏力也较小,但是,你千万不要忘记,这时作用时间也较长。所以傅科摆的状态不会改变。 —— 如果引入科氏力的计算与前面相对于星际空间的推论不一致了,只能说明科氏力不能融于传统理论的框架,应该抛弃! |
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齐绩先生所说“相对于星际空间,傅科摆的摆动状态会不会扭曲变化”的“传统理论”应该是不存在的吧?具体是什么传统理论,可否详细说明。
传统理论确实有不受力不变化的部分,但该理论同时也告诉我们,受“力”则变。傅科摆显然是后者。 |