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久广似乎只知道平动平衡(动量不变),不知道转动平衡(角动量不变)。机械陀螺不受外力矩或所受合力矩为零时,就是转动平衡的,角速度和转轴指向都不变,所以可用于制导。其实没有理想的不受外力矩的物体,所以机械陀螺、天体的自转轴都会进动。转速越高(角动量越大)在同样大小的外力矩作用下进动就越慢。 建其的回答正确,但太粗略,使一些人混淆了公转平衡(公转角动量不变,包括轨道平面不变)与自转平衡(自转角动量不变,包括自转轴指向不变),以至连和满也认为若行星不自转连公转轨道都不能稳定。 ccxdl的双球模型只是自找麻烦,把一个抽象的角动量分析问题搞得那么复杂,离心力在这里根本不是本质。 最后,窃以为建其也犯了一点小错误,就是行星轨道不是稳定平衡,而是随遇平衡,施加一点扰动,轨道就改变,即使扰动撤销,行星也是稳定停留在新的轨道上。而机械陀螺,是什么平衡就不一定。儿时玩的地面上转的陀螺是不稳定平衡,因重力矩随着陀螺偏离垂直是越来越大的,而且其趋势并非使陀螺恢复垂直(严格说来只产生进动,没有让倾角加大或减小的趋势,但与磨擦阻尼矩结合就产生扩大偏角的趋势);加上与地面接触点并非点接触,存在负的磨擦力矩,空气也施加了负的磨擦力矩,这是陀螺最终会倒下的关键。 |