两个对面放置的圆盘A、B,圆盘中间各有一人。把A盘旋转起来,B盘不转。每个人看对方都是旋转的。比如将两个盘移到太空,并不许看外面参照物,他们能判断谁在转吗? 又比如他们可以通过调整自己盘的转速,测定本盘有没有向心加速度。能不能找到一个转速,使向心加速度为零?这时的状态如果存在,则说明了一个什么问题?如果各天体也取得该状态,是不是所有天体的向心加速度都为零了?存在不存在一个绝对不转的惯性空间? |
两个对面放置的圆盘A、B,圆盘中间各有一人。把A盘旋转起来,B盘不转。每个人看对方都是旋转的。比如将两个盘移到太空,并不许看外面参照物,他们能判断谁在转吗? 又比如他们可以通过调整自己盘的转速,测定本盘有没有向心加速度。能不能找到一个转速,使向心加速度为零?这时的状态如果存在,则说明了一个什么问题?如果各天体也取得该状态,是不是所有天体的向心加速度都为零了?存在不存在一个绝对不转的惯性空间? |
对【2楼】说: 任何形式的运动都是相对的。 任何物体都可以作为参照物。 任何参照系都是等价的;任何形式的运动系都可以被视作静止系。 |
请教朱先生:
1,地球自转速率应该是一个没有争议的常数吧?——除非在上万年的大尺度上才有明显的变化。 不管众观察者各自以月亮、太阳、北极星中的哪一个作参照物。 2,只有同轴转动的、相互独立的若干转动物体之间,转动才可以被视为相对的——加速还是减速,在不同 观察者眼里才会有异议。 |
对【4楼】说: 依据“等效原理”,旋转系统无异于一种引力磁场与一种二维离心力场的组合力场,两种描述等价平权。 |
一会儿信誓旦旦地声称:力是成对出现的,像磁铁的南、北极一样。
可是物理大师请人办事的时候却抠门得很,死活只打算请南极先生一个人来帮忙——把牛三狠狠地羞辱了一把。 事成之后又卸磨杀驴,把有功之臣描述成隐形人:你根本就只不过是虚拟世界里的反面教材而已嘛!神圣的物理殿堂哪里有你的容身之所呢?哪儿凉快哪儿呆着去! 惯性力这个裸替只好从此以召之即来挥之即去为生,默默无闻地为等效原理这个霸王长老鞠躬尽瘁啰! 更奇怪的是:等效原理逢人便说自己与牛三是肝胆相照、生死与共的铁哥们呢! |
惯性力这个说法不科学,直接说惯性就好。惯性是物体自身的属性,自身属性作用自身就是无效作用,就象人自己提自己头发不能把自己提离地面一样。做圆周运动的物体所受合力就是一个向心力,才有向心加速度。只有观察者在圆盘上看,才弄个惯性离心力出来。为的是牛顿定律一致,其实大可不必。人类如果一直是在高速旋转的圆盘上繁衍生息的,物理定律一定会做个特别的改变,以适合他们的世界。 |
我的问题实际上是:有没有一个状态(转速状态),这个状态的物体没有转动(向心加速度为零),把该物体平移到任一天体所在空间,依然是没有转动的。 |
可惜主流学术界的理论物理大神们并不认可这一点,在他们眼里,不摆弄一下成堆的微分公式就有被人看扁的危险。 学院派的正统专家教授在过去的半个世纪里都是不屑于讨论这些基本问题的。
至于惯性为何能摇身一变成为惯性力,进而被等效原理委以撮合惯性系与非惯性系的重任,为广相的粉墨登场扫平道路,人家向来都是语焉不详,很快就转移话题。也许是因为为尊者讳的传统吧! 本来嘛,英雄不问出身。公众在为凯旋而归的功臣接风洗尘时,谁会介意他那衣衫褴褛的仪容、步履蹒跚的疲态呢?——能活着回来就不错了么! |
这早就不是问题了。光纤陀螺仪、激光陀螺仪可以非常精确的测的角速度。现在地球自传角速度的微小变化都可以探测到。例如出现大地震的时候,都会看到报道,地球转快了多少毫秒。 |
回10楼;
啥问题不再是问题啦? 陀螺仪证明:(非同轴)转动是绝对的、而且可以自我测量的。 |
在下的水平很低哦,但我坚持以上观点。
如果有哪位高水平的大神能指出我的错误,带我弃暗投明的话,在下必然感激不尽。绝不会坚持错误、死要面子活受罪,更不会以个人管见为标准,今天说张某某是垃圾、明天说李某某是神经病。 不会有人说在下没有骨气吧? |
10楼说得好:
“例如出现大地震的时候,都会看到报道,地球转快了多少毫秒。” 印尼海啸时已有相关报道,但好像说的是变慢了若干毫秒。请久广先生查证。 另: 这实际上就是一个证明非刚体可以不遵守角动量守恒的铁证:合外力为零,但地球的角动量已轻微变化。 原因: 内力变化,再加上地球的熔融内核与海洋均属流体而非刚体所致。 翻开如何一本教科书,白纸黑字: 可绕定轴转动的刚体遵守角动量守恒。 奇怪的是,总有人以莫须有为由,未经严格证明就擅自伪造经典,将其吹嘘为放之四海而皆准的永恒真理。好大的胆呐! |
对不起,13楼的一句话表述有误:
“合外力为零”应该改为:外力矩为零。 太阳对地球的引力提供了地球公转所需的向心力。但不改变地球的自转角速度。 |
对[14楼]说: 可绕定轴转动的刚体遵守角动量守恒,这句话肯定的是刚体遵守这个定律,但没有否定非刚体也遵守这个定律。非刚体是无数个微刚体的集合。 |
看到他们在谈孰是孰非,感觉都在往自己设定的圈子里钻。咱也不好插嘴,一是资格不够老,二是人家未必欢迎。就这里自言自语几句吧。
在地面上,由于地球自转,有了s效应。地球不自转就没s了?不妨认为地球不自转,也可以把地球看成一个始终朝向太阳的片,具有和公转轨道相同曲率的片。大量的这些片连接起来,就是一个面。把这些面封闭起来,就是一个包围太阳的球面。完全可以等效成一个自转速度等于原来公转速度的大太阳。这个时候的“地面”在自转吗?显然还是自转的。不但在自转,而且太阳变成椭球了(假定太阳质心未变,仅仅是加了个空皮)。公转轨道变成了太阳系绕银河系的了。 |
这个宇宙中就找不到不转动的地方,再大范围的平动也是转动的局部。 |
翻开任何一本教科书,在论述角动量守恒时言之凿凿地开宗明义:可绕定轴转动的刚体--遵守角动量守恒。 一句题外话:有一次被物理吧的书呆子不动秀一删帖、封号,原因是我指出动量与角动量是可以互相转换的,被中学物理习题吧(简称物理吧)的众大神使劲嘲笑了一番并禁IP。
为什么说鼎鼎大名的角动量守恒定律不适用于两根定轴的情形呢? 图中的 I1ω1+I2ω2=0 |
把这两个盘的中心连成一线,在线中间找到一个点,作为一个轴,这个系统就是一个完整的了。要考察子弹发射前和击中后这整个系统的角动量,而不是单个盘角动量的简单叠加。 最好的办法就是把这个装置放到太空仓内固定下来,发射子弹前后,太空舱包括在内的一切装置,总体依然还是角动量守恒的。 |
请教19楼: 照你看来,A盘相对于O轴的角动量还等于I1ω1么? B盘相对于O轴的角动量仍等于I2ω2么? 教科书上可有出处? |
“ 两个对面放置的圆盘A、B,圆盘中间各有一人。把A盘旋转起来,B盘不转。每个人看对方都是旋转的。比如将两个盘移到太空,并不许看外面参照物,他们能判断谁在转吗?”
他们可以判断自己是否在转动。 |
对[20]说:
角动量守恒一定要在一个不受合外转矩的系统中。是这个系统角动量守恒,而不是系统中某个部件。就象一个人在汽车里翻跟斗,不影响汽车整体角动量一样。也就是说,不管你的两个盘如何转,各自的角动量如何大,只要没使整个系统绕O轴转即可。 |
先生所言很有道理。 但如果换一个例子,似乎无法再套用这一解释。 A盘与C盘发生相互作用,使得C获得一个角速度ω3,而A盘则获得的角速度为ω1, 然后,B盘又与C盘间发生相互作用,使得B盘获得角速度ω2, 而C盘因此获得的角速度增量为ω4.即两次作用后,C盘的最终角速度为: ω5=ω3+ω4 显然C盘在绕自己的质心旋转。 |
可以有复杂的问题,教科书不过包括不多的一些例题,习题集有更多的题但不能包括全部。当然还有更复杂的问题,也有解决不了的问题,这都是正常的。没有人说可以解决所有问题。不过通常是可以将复杂问题分解为简单问题加以解决的。只是不要用错公式就好。 |
[24楼]例题中未说明A、B的轴是否和C盘一起转动(焊接在C盘上)。如果是一体的,且为刚性连接,发生作用点也是齿轮传动,这时如果有人想通过转动A或B使C转动起来都是不可能的,其实想转动A或B都是不可能的。如果A、B的轴都独立于C,则C的转动是受到不为零的转矩作用了。显然三者不构成一体,不能使用角动量守恒定律。 |
对[10楼]说:
如果把两个正交方式固定下来的光陀螺仪放到空间,总可以调整转动速度直到两个陀螺仪都检测不到向心加速度。则这两个轴的方向就可以作为一个惯性系的坐标轴。平动这个陀螺仪接近不同的天体,它的状态是不是保持依旧? |
对[21楼]说:
是的。他们能判断自己是不是在旋转,方法可以有很多,他们也完全可以调整自己的两个盘到不旋转,并保持住这个相对旋转静止状态。其中一个盘留在太空做参照(不旋转的参照),另一个盘接近一个自转的天体,该天体的巨大旋转引力会不会使这个本来不旋转的物体检测出旋转来。也就是说,一个本不旋转的物体,在那个引力场下“看起来”旋转了?在该场作用下,不旋转的盘居然会产生向心力?有没有这种可能? 同志们,这是一个相当有趣的问题。 |
to26楼: 先生多虑了。 根本无需齿轮啮合,甚至不需接触!如下图: 小船的头尾甲板上原本有两个陀螺转得正欢——没必要解释它们的原始角动量是怎么来的吧? 固定在甲板上的枪射出的子弹使得陀螺各自加速旋转。受后座力作用,小船必会旋转。 开枪前后,小船的角动量是会变化的——至少在理论上是如此。
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对[29楼]说:
在小朋友玩陀螺时,用小鞭子抽打陀螺,鞭子的力作用在陀螺边缘,不仅仅使其加速转动,而且还有一个力使尖端移动(平动)。这里也是一样,子弹作用在陀螺上,并且嵌入陀螺,陀螺也会平动。陀螺与小船之间的摩擦力使陀螺平动减速,最终平动速度为零。陀螺新的稳定点会远离枪,也远离轴O。在到达稳定前,陀螺距离小船轴线的力臂不断增加,由摩擦力引起的转矩会对抗枪的反作用力造成的转矩。陀螺自身的外移增加的角动量也在一定程度上抵消掉枪的反作用力一部分动量增加。最终稳定后角动量不变。这就如同两个小朋友骑在静止的旋转木马上一样,不管他们如何打闹,过程中木马会有所微小转动,一旦他们停止,木马一定回到原位,回到静止。这里完全忽略掉旋转木马轴的摩擦损耗。 总的来说,只要一个独立系统,没受到非零合外力矩作用,系统内部任何动作都不会影响整个系统的角动量。 |