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参考系,惯性系及其演化
[楼主] 作者:jiuguang  发表时间:2015/11/22 23:26
点击:6次

在哥白尼之前,静与动的区别是绝对的,因为对于地球人来说,地就是最好的参考系,人们都接受地是静止的观念,没有例外。地心说自然占据着统治地位,一切都在相对于地球运动或静止。实际上现在仍然可以看到类似的观点,只是改变了一种形式,例如认为星空背景是静止的,等等,希望找到一个能代替 地 的角色的东西,然而这是不现实的,应该彻底放弃这种可能,至少在人类的知识没有新的重大突破的时候,应该放弃这种有一个绝对静止的参考系的观点。
从哥白尼开始,地心说逐渐被地心说取代,地球成了绕太阳运转的普通行星了,也就不可能是绝对不动的了。伽利略分析了在一定条件下,运动与静止没有什么不同。到了牛顿时代,则更多的以数学形式来描述物理规律了,而非常精确的描述也是要在一定条件下才能成立,这就是惯性系。运动离不开时间和空间,牛顿引入了绝对空间和绝对时间,本人以为,这应该是将数学描述结果与客观的物理现实之间精确的结合在一起的一个必要的环节。显然那些物理定律不是在任意空间中都能成立的,但可以说在牛顿的绝对空间中是可以精确的成立的,同时在相对于绝对空间做匀速直线运动的惯性系中也是成立的。
这就是牛顿惯性系吧。通过分析不难发现,在这些相互做匀速直线运动的惯性系之间的相对加速度为零。如果有一物体,相对某一惯性系的加速度为a,则此物体相对于所有的牛顿惯性系的加速度为a,因此加速度是绝对的。
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[楼主]  [2楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2015/11/23 13:33 

当地球变成了普通的行星,当太阳变成了普通的恒星,就没有理由认为地球是绝对静止的了,太阳也不可能是宇宙中心。但我们讨论问题仍然需要参考系,静止也是必不可少的。即使最简单的写字,也是需要纸是静止的,假设纸是在运动着的,那我们就不可能写出像样的字来,因此要有相对静止。引入参考系、坐标系就不但可以有相对静止,而且可以进行精确的描述。
[楼主]  [3楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2015/11/26 18:46 

在牛顿理论中,相对于惯性系的加速度不等于零的参考系就是非惯性系。既然相对于任何一个惯性系都有相同的加速度,那么这个加速度就是绝对的了。但问题是我们不能测到这种绝对的加速度,例如地球的绝对加速度,太阳的绝对加速度,我们是不知道的,更大的问题是,客观世界中,我们根本找不到真正的惯性系。不过绝对的角速度还是不难确定的,特别是在高精度的各种陀螺仪的帮助之下,甚至一年转一周的角速度也在测量的精度之内。
 [4楼]  作者:liuliuliu123  发表时间: 2015/11/26 21:10 

赞同一个
 [5楼]  作者:他永远离去  发表时间: 2015/11/27 10:49 

同意:“不过绝对的角速度还是不难确定的,特别是在高精度的各种陀螺仪的帮助之下,甚至一年转一周的角速度也在测量的精度之内。”
只要存在力场,逻辑上说都是可以发现的,但技术上目前可能还不行。
[楼主]  [6楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2015/11/27 13:17 

现在有光纤陀螺仪,激光陀螺仪精度非常高。虽然一般人接触不到,但上网查一下还是能够找到的。
与高精度陀螺仪的精度相比,测量每年一周的角速度所用的精度是不高的,粗略算一下,太阳每天或者说24小时走一度,每小时约0.04度。


http://zhidao.baidu.com/link?url=tg9esIJS1DTKY7Zp3XM7aNTVbZcbXsAGq36uUuLrFxKlcjSr0VY7J2CvuLbF8kdX5n3ZavgMQfXUbmnlgIj3dK
http://www.81tech.com/2009/1229/17165.html
陀螺仪在导航中的应用及其比较

这里有很多陀螺仪:

1.1 超高精度陀螺仪
超高精度陀螺仪指精度在10^-6°/h ~ 5×10^-4°/h 范围内的陀螺仪,主要包括静电陀螺、磁浮陀螺和液浮陀螺。

1.2 中高精度陀螺仪
中高精度陀螺仪指精度在 5×10^-4°/h ~ 10^-1°/h 范围内的陀螺仪,主要指激光陀螺和光纤陀螺,

1.3 低精度陀螺仪
低精度陀螺仪指精度范围超过10^-1°/h的陀螺仪。现阶段的热门是 MEMS 陀螺仪。

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