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| 对388、389和390楼,惯性运动和加速运动会牵扯出绝对参考系,这个问题是最基础和重问题之一,应另立贴子来讨论 |
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继续刚体运动的讨论,我想到可以这里分析,分析的结果还没有进行严格的检验,请各位包括马先生帮我看一下
刚体运动,可以分解我质心的运动和绕质心的转动,我们在此假设这里的转动是以不变角速度的旋转。 刚体的每一点都有指向质心的向心加速度,大小与距质心的距离R成正比。 从一个惯性系中看这个固定在刚体上的旋转参考系,可以看到一个加速度矢量场。这个加速度场的矢量包含一定大小范围内的任意大小和方向的矢量。 假设刚体的质心是在惯性系中沿一曲线运动,则质心在t0时也有一个加速度矢量。将来这个矢量看做覆盖整个矢量场的常加速度矢量场,叠加的前面那个矢量场上,得到的是另外有一个点加速度矢量为零。 我猜想,这个叠加的矢量场,是以不是质心的,那个矢量为零的点为中心的,与旋转矢量场相同的矢量场。仅仅是平移了旋转中心的位置。 请各位帮我严格的验证一下。 |
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对[394楼]说:
你想在原来的加速度矢量场A上,叠加一个矢量场B,使之成为矢量场C。然后在矢量场C上找到一点P,该点加速度为零。该点取代了原来的圆心,成为一个新的加速度场的零点。 我认为这要看从哪个参考系看。因为你原来的圆盘是在惯性系中,你的轴心是在惯性系中静止的。假如你把圆盘在惯性系中以匀加速度a1加速起来,你不能找到一个固定点P,该点还在惯性系中静止。距离圆盘中心O点为r的加速度为a,这是和O点的相对加速度。你的a1是相对惯性系的加速度。你不能在圆盘上找到一个固定点P,它在惯性系中的加速度为零。 具体举个例子,在惯性系中角速度ω=2π的旋转圆盘x=r=1的位置会有a=rω^2=4π^2的加速度。在x=1的位置,我能得到始终是-4π^2的向心加速度。我让圆盘中心以4π^2加速度直线向x轴正方向加速起来。能不能在这点合成出零加速度呢?不能!该点在惯性系中总以4π^2的加速度向前直线加速。而-4π^2的向心加速度总是相对圆心的。 相对你这个非惯性系的,P点看,这个旋转系以新位置旋转了,也就是你说的平移了。但对惯性系来说,不是。在惯性系中,你的P点始终在以4π^2的加速度加速。 |
| [396楼]举的例子中的表述总觉得不到位。应该说加速中的旋转加速场上不存在惯性系中的静止点P,在其上加速度为零。反正总觉得表述起来费劲,非常绕得慌。这如果是变加速的东西恐怕就更难表达了。 |
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这还是要看你在哪个参考系看问题。在地月共同质心参考系看,可认为该质心静止,但你在太阳系看,这个质心还是转的,这里加速度也不为零。在银心场中,这个点的轨迹更是一塌糊涂。你看东西的目光只能限于你眼前的,你看不到上一级的东西。地月质心是一种心,你还应该知道从地球到月球的直线上存在一些点,在该点上,物体不受地球和月球的引力(实际上是刚好互相抵消了),你也同样不能说此点不受力。因为此点也在绕日运动。在太阳参考系看,它这个运动轨迹上的任何瞬点,都是受力的。而你们那个所谓加速度为零的“瞬点”,更严格准确地说应该是“你们所在那个参考系中的静点”。只有在太阳上才能看到它是运动的,才能称为“瞬”,可是在太阳上又看不出该点没有加速度。因此你这个点也不是太阳参考系中的“加速度为零的瞬点”。
我在你的P点告诉你,如果你在那里看,你确实觉得它平移了,但给你提高一个层次,你就看不到了,你目光局限于近处。你站在太阳系看,你那个P点什么都不是,既不静,还有加速度。我不是说不容易理解,我是说不容易表述。 我关于作用力的弛豫时间问题的新发贴不知你看过大意没有,在那里我已经指出,地球、月球都不能是刚体。真正的刚体是不能产生引力的,更也谈不上加速度场和加速度储能。你不改变一些习惯语言,不改变移动非惯性参考系的立场后还坚持使用原来非惯性系的用语习惯,你将永无和我的想法同步之时。 |
| 在非惯性系中,只要引入惯性力、惯性力矩后,就可以按惯性系中的力学规律分析计算了。 |
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对【402楼】说: 在非惯性系中,只要引入惯性力、惯性力矩后,就可以按惯性系中的力学规律分析计算了。不知王先生是否还记得这方法? |
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你举例“比如车轮,在列车系中,车轮轴是静止的,车轮绕轴旋转,车轮上每一点的速度都可以很容易的算出来;但在轨道系中,车轮速度等于零的点在车轮与轨道接触的那一点上,车轮上每一点的相对于轨道的速度可以根据这一点算出来。这一点就是瞬心。”这些都是没有问题的,这无非就是求滚动物上各点的速度,属于纯运动学、纯几何问题。但这似乎和加速场话题没有什么关系。
什么时候大家的讨论能够涉及到场物质和物体的加速度关系,什么时候和我交流起来就比较轻了。 |
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[406楼] 作者:王普霖
知道什么是瞬心了吗?这很好。 在惯性系中速度为零的点是瞬心,例如车轮着地的一点。但速度为零,不等于加速度为零,上面的例子就是这样。 旋转的刚体,每一点都有不同的加速度矢量,就像旋转的轮子的每一点都有不同的速度一样。但就像我们有了速度为零的瞬心,就可以很容易算出每一点的速度一样,只要有了加速度为零的瞬时中心,就可以很容易的计算出各点的加速度和惯性力。 如前所述,绕质心旋转的刚体的各点的加速度,可以表示为质心的加速度与绕质心旋转的刚体各点的向心加速度的叠加。同时也等于绕一个加速度为零的瞬时中心的各点的向心加速度。或者说旋转轴从加速度为零的瞬时中心,移动到质心,只是移动了有心的加速度矢量场,另外再加一个加速度矢量。按此方法,我们可以任意移动这个旋转中心到我们想让他位于的任何地方。只是需要增加的加速度矢量各不相同而已。 在此规则下,将旋转中心移到月球也是没问题的,只是和移到地心相比,要加一个大得多的加速度矢量,也就是惯性力矢量。 |
| 当惯性系本身就说不清楚,本身就无法确定,那么,A是不是惯性系就一定说不清楚。舍弃追究惯性系本身,而热衷于辩论“A是不是”,此谓舍本逐末,不论有多少辩论都等同于0。 |
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[416楼] 作者:sxgdyl
非惯性系在一定条件下可以作为惯性系来对待,例如ECI,这是很常用的。日心系也是如此,没什么无法确定的。 |
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对[416楼]说:
我也觉得辩不出什么所以然了。 对[415楼]说:你对日心系的理解有偏差。日心系和旋转坐标系还是两回事。比如我前面说的在惯性参考系中的旋转圆盘,在圆心上放把椅子跟着圆心转,坐在椅子上看圆盘上的“静止点”,这个系是旋转参考系,这是典型的非惯性系。你在这里看到的一切“静止”物体都是相对惯性系有角速度ω的。你这个参考系是盘面参考系。 如果你的椅子不随轴转,而是相对惯性系静止,你看到固定于盘上的物体都是转动的。这个参考系是盘心参考系,它是惯性系。 日心参考系是惯性系,它也相当于不随日面转动的椅子,它是以日心和遥远恒星确定的惯性参考系。日面参考系(椅子随太阳自转的参考系)才是非惯性系。 严格说没有理想惯性系,这都是随着天体的级别X而改变的。但是我们通常说的X心参考系,都是指在X这一级别上的惯性系。它主要用于描述绕X心转动的物体。 |