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 [421楼]  作者:王普霖  发表时间: 2013/02/03 12:05 


对[楼主] [417楼]:说:
我看了一下,您计算中似乎没把y1(t)=at^2/2代入。就是那个三力共点的位移。我的方程和您的不同,是含有摆轴位移的结果。您方程中虽然考虑了那个点,但是没有实时移动它。没有对它运动的描述,因此我觉得您那个力的角度始终是未变的。您使用固定F,可能这个a不太好处理。如果在整个计算中都没涉及它的移动,那其他计算应该是不确切的。
[楼主]  [422楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2013/02/03 12:43 

对【421楼】说:

不用代入,因为从x2(t)^2+(y2(t)-y1(t))^2=L^2中可以解出y2(t)-y1(t)=(L^2-x2(t)^2)^(1/2),于是有关x2(t)的微分方程中的y2(t)-y1(t)可以消去,从成为一个不含t、也不含x2'(t)的自治的微分方程,正因为如此它才可以同初等变换求解。

~无忧仙人

 [423楼]  作者:王普霖  发表时间: 2013/02/03 12:46 

对 [楼主][422楼]说:
可是那个恒加速度a从哪里体现啊。这个量S在t增加后所占比重可是比摆动大得多啊。小球如果摆动存在,那么小球的加速度就不能等同整个系统(主要是指摆轴)的加速度,那么这个加速度又是怎么体现出起了作用呢。
 [424楼]  作者:王普霖  发表时间: 2013/02/03 13:17 

对[403楼] 作者:hudemi说:
我早在别的楼层说过,我这个从小学一年级开始只上过9年学的人,水平肯定比你们上18年以上的差远了。你们笑话我我真不在意,但是我要是真从这个收个徒弟的话。。。。。。。。。。。
 [425楼]  作者:王普霖  发表时间: 2013/02/03 14:00 

对 [楼主][422楼]说:
我这个方程的建立,区别和您的是有的,y轴向上,符合一般的习惯,我把摆球B(x2,y2)初始位置放在第四象限,摆线转轴初始位置A(0,y1)放在原点。摆长为L。A点位移y1(t)=(0,at^2/2),摆线与y轴反方向夹角theta。其他区别没有了。
[楼主]  [426楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2013/02/03 16:24 

对【423楼】说:

王先生:

由方程(3b)再加上初值条件,比如y2(0)=0,y2'(0)=0,再令a=-F/(2M),则(3b)成为

y2''(t)=a,

从而解出

y2'(t)=at

进一步

y2(t)=(1/2)a t^2……(11)

这就是小球在y轴方向的运动学方程。

然后由方程(5):x2(t)^2+(y2(t)-y1(t))^2=L^2,可以解出y2(t)-y1(t)=(L^2-x2(t)^2)^(1/2),从而

y1(t)=y2(t)-(L^2-x2(t)^2)^(1/2)……(12)

这就是你说的三力交汇点的运动学方程。请注意,在方程(12)的右端,y2(t)、x2(t)都是求解出的已知函数(但非初等函数),所以y1(t)现在也是已知的了。

所以,所有函数都是已知的,所有关系都是已知的,这里没有任何含糊。

~无忧仙人

[楼主]  [427楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2013/02/03 16:42 

对【423楼】说:

已经回答了你的问题,正在审核;以下的结论便基于这个贴子。

力f的作用点(x2(t), y2(t))的纵向加速度y2''(t)=a即可视作整个系统的纵向加速度,请注意,它是个常数;而力F的作用点(x1(t), y1(t))的纵向加速度不是常数,这是因为y1(t)=y2(t)-(L^2-x2(t)^2)^(1/2)或y1(t)=y2(t)+(L^2-x2(t)^2)^(1/2),由于x2(t)、y2(t)都已求出,所以y1(t)自然也就是已知的了,但是由于方程右端的第一项的二阶导数是常数,而第二项的二阶导数不是常数,所以(x1(t), y1(t))的纵向加速度不是常数。

好了,相信我已把问题说清楚了,到此为止。

~无忧仙人

[楼主]  [428楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2013/02/03 16:49 

对【426楼】说:
这个贴子中的有些说法有错误,已经纠正,但正在审核。
 [429楼]  作者:王普霖  发表时间: 2013/02/03 17:10 

对【427楼】说:
如果y2''(t)=a,也就是小球的加速度为定值,那么它就不是摆动的。如果说它是定值,并且还可以摆动,那么这个加速场就是张弛的,是一个附加抖动的加速场。这与匀加速场不等效。所以一定要让三力共点以恒定a运动,才是真正的匀加速场。
[楼主]  [430楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2013/02/03 17:28 

对【429楼】说:

你说的不是问题,因为现在小球的加速度为常数是从分析者所在的静止参照系来看的,但是如果从力F的作用点(x1(t),y1(t))来看,小球的加速度便不再是常数。另外,你也可以通过施加变力F使得(x1(t),y1(t))的横向加速度为常数,但是这些没有理由改变小球摆动的定性结论。

再说一遍,如果你不能提起对模型本身的质疑,那么这个讨论就到此为止了。

~无忧仙人

 [431楼]  作者:王普霖  发表时间: 2013/02/03 17:29 

对【427楼】说:
您那个y2不是小球的的坐标吗,怎么成了三力共点了。如果三力共点的力在抖动,那么这个点是固定在舱内的,就算人在舱里,那么不均匀的加速人也可以感知。你这个舱及人都不是在匀加速场中。无忧先生显然已经不耐烦了,但是您是在用一个虚假的模型。我也不打算进一步较真了,到此为止吧。看来我还没遇到一个真正追求真理的人。
[楼主]  [432楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2013/02/03 17:32 

对【431楼】说:

前面不是说了该贴有错误了吗?

[楼主]  [433楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2013/02/03 17:35 

对【432楼】说:

补充:我在那个贴子中把y1(t)与y2(t)搞颠倒了。

~无忧仙人

 [434楼]  作者:hudemi  发表时间: 2013/02/03 19:58 

对【424楼】说:

来这儿的反相者没有一个是专门来笑话人的,一个人的学历低并不招人笑话,但一个人水平差却又张扬、显摆,被人笑话就是自找的了。

我没有时间也没有精力来专门嘲笑人,我也是为了反相者整体形象和本论坛的形象不至受损,偶尔对水平不高却又自信满满的人予以打击的,希望他们能清醒。

[楼主]  [435楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2013/02/03 20:08 

对【431楼】说:

你说的这种情况我也推导了,贴子已经发出,正在审核。

~无忧仙人

[楼主]  [436楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2013/02/03 20:08 

对【429楼】说:

原来的模型中的F可以是常力,也可以是变力,如果y1''(t)=-a是常数的话,那么此时F便不可能是常数,但是由

y2(t)-y1(t)=(L^2-x2^2)^(1/2)

可得

y2’’(t)-y1”(t)=[(L^2-x2^2)^(1/2)]''

再由y2"(t)=-F(t)/(2M),y1''(t)=-a可得

F(t)/(2M)=a-[(L^2-x2^2)^(1/2)]''……(14)

方程(14)代入原来的模型方程x2''(t)+(F(t)/2M)x2(t)/(L^2-x2^2)^(1/2)=0并化简,可得

x2''(t)+[x2/(L^2-x2^2)]x2'(t)^2+(a/L^2)x2(L^2-x2^2)^(1/2)=0……(15)

方程(15)再加上初值条件

x2(0)=L/2……(16a),x2'(0)=0……(16b)

便可以求解,得出三力交汇点的横向加速度为常数的单摆位移变化规律(见一下贴)。

~无忧仙人

 

[楼主]  [437楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2013/02/03 20:11 

对【435楼】说:

先把新的结果给你,注意在同一参数下解函数的周期同原来相比的微小变化:

1、位置函数:

 

2、速度函数:

[楼主]  [438楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2013/02/03 20:13 

对【437楼】说:

王普霖先生现在应该满意了吧?

~无忧仙人

 [439楼]  作者:王普霖  发表时间: 2013/02/04 00:00 

对[楼主] [438楼]
从您的计算看,看来真的是我错了。不过我还要继续努力,谢谢大家指正。徒弟也暂时不收了。
 [440楼]  作者:王普霖  发表时间: 2013/02/04 02:02 
 [441楼]  作者:王普霖  发表时间: 2013/02/04 02:02 
 [442楼]  作者:王普霖  发表时间: 2013/02/04 03:17 

对[楼主] [438楼]:
您在计算时约略掉过一些项吗?

对[434楼] 作者:hudemi

我承认这次我判断失误。无忧先生做的解答已经说明了。但是我认为我们所做的还是值得的,以后别人就不会再重蹈覆辙了。

[楼主]  [443楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2013/02/04 03:54 

对【442楼】说:

回:

没有;所有的项都包括了在内。关键步骤还用数学软件验算了一遍,二者一致。

其实我可以试着把全部化简过程都用软件,看看是不是同一个结果。

~无忧仙人

 [444楼]  作者:王普霖  发表时间: 2013/02/04 04:10 

对[楼主] [443楼]说:
周期的理论结果应是2PI,图像显示是6.4,是不是计算的舍入误差?
[楼主]  [445楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2013/02/04 04:13 

对【443楼】说:

刚才又用软件做了一遍,包括化简与解方程,得到了完全一样的结果。

~无忧仙人

[楼主]  [446楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2013/02/04 04:16 

对【444楼】说:

你能证明周期是2Pi吗?

我注意到前后两次的周期都不是2Pi;上次大约是6,这次大约是6.4.

~无忧仙人

 [447楼]  作者:王普霖  发表时间: 2013/02/04 04:21 


对【443楼】说:
如果不是计算误差,应该重视一下。可能这个加速场和真正重力场还不是十分等效。或许有轻微的差别。
 [448楼]  作者:王普霖  发表时间: 2013/02/04 04:23 

对【443楼】说:
能,有单摆周期公式:T=2PI.(L/g)^(1/2)
[楼主]  [449楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2013/02/04 04:27 

对【444楼】说:

不会是舍入误差,Mathematica是非常强大的计算与推导软件,这么简单的方程出现如此大的误差是灾难性的,它不可能不被开发者发现。

我没有认真去思考,但如果你认为周期是2Pi,那么你应该给出证明。但是不知道你打算证明哪个解的周期为2Pi,因为显然前后两个的周期不一样(有较小的偏差,不管是理论解还是实际数值解)。

补充:

我的估计,你的结论有问题,因为现在我们求解的不是常系数微分方程,而是变系数的,因而周期必然受到影响。

~无忧仙人

[楼主]  [450楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2013/02/04 04:28 

对【448楼】说:

那是一个近似公式。

~无忧仙人

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