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 [61楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2008/07/10 09:26 

久广老朋友好,你终于又露面了,欢迎:)

问题在于,从“质点系”变不成“刚体”,本来从这个两个同属于牛顿力学的概念应该都可以清晰地解释陀螺现象,但是现在却不能互通。

从质点系概念通过“质点动力学”理解,那就是和满的“按牛顿力学,把陀螺质点化,(一端悬空的陀螺)那就应该掉下来”
从刚体角度通过“动量矩定理”理解,那就是久广的“一端悬空的陀螺不掉下来很正常”

同属牛顿力学,却不能和谐共存,必然是哪里出了问题
不能因为从最基本的质点概念理解不通,就禁止“质点化”,故意回避矛盾
 [62楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2008/07/10 11:08 

我想你似乎对质点有误解。有时候可以将一个物体简化为一个质点,但有时候则不行,这要根据具体情况而定。例如,研究地球公转可以认为地球是一个质点,但研究地球自转则不能认为地球是质点,点没有大小,自然也没有自转角速度。
不能简化为一个质点,就是多个质点,甚至多到无穷。那就是质点系问题了。刚体当然也是质点系了,不过是特殊的质点系(质点间的距离不变)而已。或者是最简单的质点系。
问题可能是有力于力偶的区别,进动的陀螺受到的是力偶的作用,力偶是不可以作用在一个质点上的。没有研究过理论力学的人,理解起来可能有些困难。这些都是直接从牛顿定律推出来的,当然是牛顿力学了。质点力学只是牛顿力学中最简单的部分,不要以为牛顿力学就是质点力学。
 [63楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2008/07/10 17:59 

久广同志,也许你错误地理解了"质点化"的本意
我理解所谓"质点化",并不是将旋转的陀螺转子简化为一个质点

这个陀螺转子,显然是刚体,当然也可以视为“质点系”

组成转子的质点们显然都受到了向下的重力,如果转子没有自转,质点们无疑是要被重力“拉向”地面,也就是他们集体要“掉下去”,尽管同时存在重力矩M=L×G

但是,当质点们集体旋转时,情况就会大为不同,仍然是都受到了向下的重力,也同样存在上述重力矩,质点们却没有掉下去而是水平运动了

力矩未变,区别只在质点们是否旋转,结果即截然不同,这需要说清楚“为什么”

 

 

也许你要引用dL=Mdt来解释,认为水平的M引起的角动量增量dL也在水平方向,因此,陀螺整体要水平进动而不是掉下去,是这样吧?

这个理由看似正当,实际上却是削足适履,他只适合规则进动,如果陀螺进动的方向并非严格水平,该理由立即破灭。因为,陀螺并没有按照你大拇指指示的方向运动

理论上就还存在这种非水平进动,而且就是在理想保守系统中,面对没有按自己的大拇指方向运动的陀螺,仍然挑着拇指比划,不是很滑稽甚至尴尬吗?

 

究其原因,就是经典力学将动量矩方向与陀螺实际运动方向人为地分开了,我们都承认,经典力学“知道”动量矩到了哪里,但是却不知道陀螺去了哪里。人为规定的动量矩的确也按照人的大拇指方向变化了,但是陀螺却没有,而别人想知道的正是陀螺的运动,而不是动量矩

没有一个人问“这个陀螺的动量矩为什么不倒”,不管陀螺倒还是不倒,动量矩矢量都是水平变化的,所以他也就说不清楚陀螺的去向

你可以看到,我没有举无自转陀螺直接倒下的例子,因为我很清楚,那样你会立即引用“定轴转动”动量矩定理来抵挡,经典力学就是这样,根据现象选择理论,根据鞋的大小来修理自己的脚

直接倒下?那就用定轴转动动量矩定理;

水平进动?那就用定点转动动量矩定理;

边进动边倒下?没有这个定理,尽管实际存在这个运动

 

如此混乱,久广先生认为这就“解释”了陀螺运动?

 [64楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2008/07/11 11:35 

转子除了受引力作用之外,还在支撑处受一个反向力的作用。力的矢量和为0,就是一种平衡状态,就是所谓规则进动,转子就不会倒下去。这时转子受到一个纯力偶的这样。例如力的矢量和不等于0,则有一个向下的加速度,转子就会倒下去。注意:力的矢量和不等于0,则力偶肯定变了,力矩不变的说法并不准确。
你似乎更想知道“为什么”,这就复杂了。我来尝试解释一下,不知道能让你满意否
与惯性定律有相似之处,动量守恒和角动量守恒定律也是说明物体有保持其运动状态不变的特性。如果想改变其运动状态(通过力或力矩),物体会做出某种反抗。例如鸟可以撞坏飞机,设想飞机如果不飞,用鸟砸坏飞机几乎不可能,这是因为动量很大的缘故。角动量很大的情况下,则会出现另外一种反抗形式。这就是理论力学等所介绍的陀螺等很多现象。只是日常生活中我们见到的角动量很大的情况比较少,因此缺少这方面的常识。
陀螺仪可以指向天上的一个定点,还有在枪管里加来福线可以提高弹着点的稳定性等,都是角动量守恒的应用。
陀螺也是表现表现了角动量或动量矩的作用,不过是更复杂一些而已。
抵抗动量变化和抵抗角动量变化,物体将给出不同的反应。这样的说法可以接受吗?
至于反应如何不同,理论力学已经给出了说明。
另外,动量矩是一个矢量,与角速度矢量相似,陀螺自转角速度矢量与陀螺是保持一致的,是陀螺角速度矢量的一个主要分量。动量矩矢量也是类似的情况,有一个主要分量直接与陀螺对应。


 [65楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2008/07/11 12:17 

转子除了受引力作用之外,还在支撑处受一个反向力的作用。力的矢量和为0,就是一种平衡状态,就是所谓规则进动,转子就不会倒下去。
===================================

好极了!你找到了"陀螺不倒"的新理由,那就是因为"支点反力=陀螺重力",所以陀螺不倒

很好,我们就沿此思路继续

你的意思是上面的图,因为支点的反力=转子的重力=mg,所以,整体不会顺时针旋转(转子掉下来)

是这样吧?确认一下

 [66楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2008/07/11 14:05 

问题不是这么简单的,你看了我后面说的那些再继续讨论
 [67楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2008/07/11 22:31 

反应挺快嘛,哈哈
那么你所说的“力的矢量和为0,就是一种平衡状态,就是所谓规则进动,转子就不会倒下去。”根本就不是陀螺不倒的“理由”
因为“陀螺不倒”,所以“支点的反力才等于陀螺重力”
这才是正常的逻辑,而不是反过来反果为因
鉴于你立即醒悟,没有被诱导,我们就不说他了
下面谈谈你“后面说的那些”

“角动量很大的情况下,则会出现另外一种反抗形式”
“至于反应如何不同,理论力学已经给出了说明”

角动量很大时,受外力矩作用,刚体会有什么反应,这不用理论力学来说明,我们都看到了,那就是陀螺,没有屈服于外力矩倒下,而是水平进动

我们不需要谁再来描述这个现象,而是要知道为什么会这样
1、不转的陀螺(无角动量),倾斜失去平衡,那无疑问要倒下的
2、自转的陀螺(角动量很大),倾斜失去平衡,却没有倒下而是水平进动

两者区别只是在于陀螺有否自转,力矩的方向都那样,所以根本就无所谓,可以立即剔除力矩概念
现在需要说明的是:
自转的陀螺(角动量很大),出现了上述第2种反抗形式,原因是什么?
 [68楼]  作者:angelury  发表时间: 2008/07/12 00:52 

你不发现,杆(陀螺轴)越大,它的转速就要越大吗?(碟片保持不变的情况下)
所以不能用dL=Mdt来解释,认为水平的M引起的角动量增量dL也在水平方向。
每次支点所支撑的压力点不同,它按时间轨迹分布。
尽管,实际上支点的压力要比mg大。



※※※※※※
时空没有改变,因此事物才会感觉到它在改变。
 [69楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2008/07/12 02:26 

不明白你的“为什么”指的是什么?
无角动量与角动量很大的不同,可以用无动量和动量很大的不同来类比。
例如子弹可以打死人,但是将子弹头放到你的手中,恐怕就难做的这一点了。
因为本来就有很大不同,问“为什么”不是很奇怪吗?
 [70楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2008/07/12 09:09 

雪鹰:
我们不需要谁再来描述这个现象,而是要知道为什么会这样
1、不转的陀螺(无角动量),倾斜失去平衡,那无疑问要倒下的
2、自转的陀螺(角动量很大),倾斜失去平衡,却没有倒下而是水平进动

久广:
无角动量与角动量很大的不同,因为本来就有很大不同,问“为什么”不是很奇怪吗?

雪鹰:
那就是说,自转的陀螺(角动量很大),倾斜失去平衡,本来就“不会倒下而进动”,根本就不应该问“为什么”
是这意思吧?
 [71楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2008/07/12 09:19 

对【68楼】说:

你不发现,杆(陀螺轴)越大,它的转速就要越大吗?

 

老朋友,在讨论转子的运动时,可以不涉及“转轴”

因为“轴”完全可以不转,只是“碟片”自转,因此,不应该特殊强调“轴”的影响

 [72楼]  作者:angelury  发表时间: 2008/07/12 12:27 

这只是传导的问题,其实是一样的,你能保证轴不与碟片内圈作用吗?

用轴转来代替内圈作用,只是将问题简单化了.

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时空没有改变,因此事物才会感觉到它在改变。

 [73楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2008/07/12 13:55 

对【72楼】说:

angelury,你需要系统地阐述自己的思想

这个陀螺,他这样运动到底是如何做到的

 [74楼]  作者:angelury  发表时间: 2008/07/12 15:18 

以简单的轴跟随陀螺同步自旋来说明吧:
主要理由是外圈速比内圈速快.导致其内圈受摩擦滑动,或跳动.

当轴不随陀螺自旋时,刚好相反.这可以通过自反确认来证明,但为了方便,还是以正常的方式进行:
接触的内圈上圆,时间较短,而下沿较长,导致量能差值抵销了重力.
运动方向按其杆的支持方向和下沿作用方向确定.否则抵销不了重力而倒下.
公转速度由于碟转速度的增大而减少.同理,双碟的情况会更长些.这是假设推导,并未实验过.

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时空没有改变,因此事物才会感觉到它在改变。
 [75楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2008/07/12 17:43 

对【74楼】说:

先不要管双碟

就说说这个陀螺,只是一根线吊着

哪里是“内圈上圆”

接触的内圈上圆,时间较短,而下沿较长,导致量能差值抵销了重力.

又是怎么抵消的重力?

 [76楼]  作者:angelury  发表时间: 2008/07/12 18:51 

这个是第一种情况的描述,属同步自旋的情况.

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时空没有改变,因此事物才会感觉到它在改变。
 [77楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2008/07/13 10:48 

angelury:恕我直言,我还是不明白,看看有没有其他人理解吧


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陀螺问题简述


如果我问“太阳为什么升起?”
几乎有点知识的人就会告诉我“因为地球自转”

这很好理解并接受,目前的历史阶段也不会再有人告诉我其他原因。当我明白这个道理后,也不会毫无理智地再问一遍



但是当我问“陀螺为什么不倒”时
却有很多人告诉我很多各不相同的“理由”,基本上没有人说“不知道”


到目前为止,只有和满一个人坦然表示“不知道”

久广说:自转的陀螺(角动量很大),倾斜失去平衡,本来就“不会倒下而进动”,根本就不应该问“为什么”

angelury说:接触的内圈上圆,时间较短,而下沿较长,导致量能差值抵销了重力.(或者“同步自旋”)

哲学黑洞说:重力消失!

刘岳全说:经过艰苦的建模计算,还是应该重力消失~

杨红心说:好像是因为章动所以进动、因为进动所以不倒

正和说:不管陀螺倒不倒,理由都是M=L×G,当然还要加上他当时的运动状态(初始条件),这就是经典力学的解释(dL=Mdt,因为不倒,所以不倒)

还有很多的论友提出更多的稀奇古怪的思路,什么力线弯曲、支点的摩擦力、惯性啊惯性、力线封闭、支点的反力等于重力、有与下倾导致z轴角动量分量减小必须整体进动以补偿损失等等等等,大约还有几十种解释

当然有更多的网友拒绝表态,一种人认为这么简单的问题还用说(知道就是不说)、另一种是真的不知道但是不好意思说自己连这么简单的问题都不能回答,所以都保持沉默

关于陀螺现象,目前就是这个状况,呵呵,各位平心而论,有谁说清楚了吗?

我并不想指责谁,既没有权利也没有资格,但是如此混乱的局面,至少说明离彻底揭开陀螺现象的秘密,还差一个本质的层次,就像“太阳绕地球转”跨越到“地球自转”那样,需要一次世界观的革命
 [78楼]  作者:angelury  发表时间: 2008/07/13 13:29 

其实你可以通过测量线的拉力,或是座子前后的重量来判断重力是否消失。简单的方法是用电子称,不需要很精细。
轴同步转动时:
1。陀螺是转动的,应该会向外飞出,实则是将座子往外拉。-》这样就可以理解为两个大小不同的轮。但它们是以轴外圆(沿)作用于座子。由于摩擦(或压力或两样同时作用)座子应该与转动轴下沿走向一样。但座子受摩擦(或压力或两样同时作用)轨迹也是偏圆形的(这个需要自己考查,因为只是推导),这也是我说的滑动或跳动的触点关系。无论是摩擦或是压力等作用,这里也不能只作点,而应该以面或线为考虑。
2。座子打转,这要考虑到触点(支撑点)相对外轮的滑动,摩擦力(或压力或两样同时作用)是原因。
3。为何不倒,将陀螺上下等分,它所受的重力与下落的S,在轴滑动的情况下,使得自身被抛起。(或者左右等分更好理解,,,因为下落过大,是会提高座子触点摩擦可触面的需要,所以一般只考虑S很小的情况.)
-------
轴不转动时,按自反确认解释为:非外作用量,等同于其反向的内在负量。所以刚好与同轴的外圆滑动相反,但表现相同。

--------

表述不好,但当陀螺在地上转动倒下的最后情况,是反向的,不知道这样说,会否对研究有所帮助。

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时空没有改变,因此事物才会感觉到它在改变。

 [79楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2008/07/14 11:26 

雪鹰先生:

不是所有问题都可以有像解释“太阳为什么升起”那样简单的答案。否则只要上小学,什么就都可以学到了,为什么还要大学,还要分专业?
问题本来就是复杂的,有些情况可以有简单的解释,并不是所有情况。也可以说,复杂程度不同,而陀螺恰好是一个复杂程度很高的问题。

无角动量还是角动量很大,本来就不一样。这种不同肯定会在某些情况下反映出来,这没什么奇怪的。
本人设计了一个新的实验,或许有助于你的理解,希望你能做一下这个实验。

 见新帖《新陀螺实验》

久广

 [80楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2008/07/14 21:42 

对【78楼】说:

现在不是试图揭示陀螺运动的时候,因为解释早已存在>,那就是dL=Mdt

大学《理论力学》几百年如一日,一直在这样教导学生,学生们也就信以为真,认定那就是“产生旋进的原因

目前需要鉴定,那是不是“产生旋进的原因”,如果“是”,那就该干什么干什么,谁也别瞎琢磨陀螺了

如果“不是”,我们才有必要寻找真正的“原因”

仍请angelury网友选择一下“是或否”

 [81楼]  作者:angelury  发表时间: 2008/07/15 01:26 

事实上,用那式子来解释旋进是错误的。
因为只计算旋进轨迹就可以知道,最底的那个点,不可能重合。除非旋进为0。
圆轨在实际中不可收缩成点。但在理论中可以,这就是物理和理想数学的差别。

尽管我说过很多,关于闭圆,不重合等字句,在这里依然有很多偏执于绝对空间化的表述,这是一种无奈。所以正规的他们是如何教学生的,作为民科,只能提供参考,人家认不认同,那又是另一回事了。

方向尽管不同,但基础都是统一的,只是看到了,却还是看不到。

如果心中坚持的话,我会说否,但如果因此而困苦的话,我还是会说是的。或者我有改变某些事情的想法,但也感受到力不从心。虽然这非常矛盾,但又那样的自然而然。

其实你可以做个这样的小实验:

手拧铅笔的端,使之转动,一弹后,落入水杯(铅笔比它高)中,笔在杯中转,问题的答案就自然而解,并且这不是特解,是通解。

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时空没有改变,因此事物才会感觉到它在改变。

 [82楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2008/07/15 01:29 

【目前需要鉴定,那是不是“产生旋进的原因”,】

这个问题我早就通过实验验证过了,取一个自行车轮,两手拿轮轴两端,水平端起,使轮悬空,然后让轮子高速旋转起来。这时用两手任意加给轮子一个力矩,你的手同时可以感受到轮子产生“产生旋进”的方向。我也是在学了理论力学之后,感觉很奇妙,特意在修车子的时候,做了施加各种方向的力矩的实验。实验结果确实是与理论一样奇妙。
 [83楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2008/07/15 14:36 

对【81楼】说:

“如果心中坚持的话,我会说否,但如果因此而困苦的话,我还是会说是的”

呵呵,这是什么话?因为困苦,所以承认?
找不到某个孩子的亲爹,所以随便拉一个差不多的男人认定为孩子的生父?
这能行吗?



该大学教学视频作者最后说“这就是产生旋进的原因”,已经说得很清楚了,原因就是L'=L+dL、dL=Mdt

你个人认为这个“原因”是否成立?

如果成立,那就到此为止;如果不成立,才有必要再去寻找真正的“原因”

不管你是否“困苦”,“果”的“因”也不会变
 [84楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2008/07/15 15:20 

还是请先帮忙做一下实验,我很想知道结果。不论是否能产生进动。

数学形式告诉我们的是,二者同时存在,不需考虑因果。
例如圆周运动,我们可以给一个力(加速度)【因】让链球做圆周运动【果】。也可以在过山车上感受由于做圆周运动【因】而产生的加速度(力)【果】。由此可以看出,因果是可以互换的,干吗非要确定“原因”是什么呢?
 [85楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2008/07/15 15:50 

由此可以看出,因果是可以互换的,干吗非要确定“原因”是什么呢?
=====================

因果互换?

呵呵,久广同志,你中毒太深了~
凡是能进行“因果互换”的系统,就是已经说不清“因果关系”了,当别人问起“为什么”时,就不能使用“因为……所以……”来清晰地回答,所以也就不能理直气壮地说“知道”
应该坦然承认“我们知道会这样,但是不知道为什么这样”

在陀螺运动中,你现在找出的所有“理由”,似乎都将落入“因果循环”,也就是最终也不知道“原因”是什么


为什么一定要追究“原因”?
我认为这是好奇心,人总是希望活个明白,古人云“朝闻道,夕死可矣”
对任何现象,都应该有个基本的落脚点,只有站在这个落脚点上,疑问才会解除
对陀螺,落脚点就是,悬空的苹果必须掉下来
必须立足于此,解释一端悬空的陀螺为什么不掉下来,才能算是真正地揭开了陀螺的秘密
也就是说,必须用f=ma直接解释陀螺

我想,坚持追究的原因大概如此


关于试验,已经在你的帖子7楼作了补充,可能你没看到

===================================

我只能再次表示歉意,以我的条件,做不成这个实验,首先不能严格铅锤,其次玩具陀螺只能维持几分钟“高速”自转,也许还没等铅垂线明显转动,陀螺就在机械、空气等阻尼作用下停下来,还有所有玩具陀螺都存在加工误差,旋转起来抖动相当厉害

做你的实验,必须在接近理想的条件下进行,个人是无法达到的,等你有了陀螺就明白了
 [86楼]  作者:angelury  发表时间: 2008/07/16 16:39 

该大学教学视频作者最后说“这就是产生旋进的原因”,已经说得很清楚了,原因就是L'=L+dL、dL=Mdt

你个人认为这个“原因”是否成立?

那是不成立的,无论是玩具磁浮UFO,还是地上转动的陀螺

※※※※※※
时空没有改变,因此事物才会感觉到它在改变。
 [87楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2008/07/17 11:04 

哈哈哈,真是太好了,握手!
你真是我的好朋友:)

要知道,几乎没有人敢如此旗帜鲜明地表示自己的意见,这需要勇气啊,那可是几百年来经典力学的标准解释,官方贯彻始终的标准解释

几百年来,理论力学用这个东西教育了一代又一代大学生,几乎让所有的人相信“那就是陀螺旋进的原因”,这种局面还不知道要持续多少年~
我想应该是还事实以真相的时候了,应该让更多的人明白,经典力学不知道陀螺“为什么”会进动
尽管这非常艰难,也应该探求真理

我们知道,托勒密的天文学作为西方的标准教材统治了一千多年,经过艰苦卓绝的斗争,才退出历史舞台
陀螺问题,隐藏的更深,要想让人们明白“那个视频所述原因”不成立,不知道会有多艰难

既然那个“原因”不成立,我们可以开始寻找真正的“原因”了,实际上这就是在追求真理
 [88楼]  作者:长空雁鸣  发表时间: 2008/07/17 12:13 

呵呵,来凑凑热闹
云先生,您好啊,几天不见有个小试验你可能会感兴趣
步骤一:称量出陀螺和支架的静质量和。
步骤二:让陀螺在支架上进动,称量出陀螺在进动状态下和支架的质量和。
步骤三:比较两组质量的数据看有没有变化。如果有变化,用陀螺的静质量减去动质量,然后写出质量变化量和距长L,旋转速度N(圈/秒),陀螺半径之间变化的关系式子。
 [89楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2008/07/18 12:08 

接87楼

下面我将展示比较有代表性的、出自各论坛正派高手的解释

在86楼我们共同否决了80楼角动量定理解释的前提下,还存在如下角动量解释

由于陀螺倒下了一个角度,因此z轴角动量分量有所减少
根据z轴角动量守恒,因此整体必须产生绕z轴的运动,以补偿z轴角动量分量的损失
所以,陀螺产生水平进动

这是相对论吧正派高手薛定谔提出的理论

对此,angelury意见如何
 [90楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2008/07/19 17:28 

angelury没来吗?还是不愿意阐述自己的意见?

这是很基本的问题,应该比你们讨论的“以太”“光子”等等要简单的多

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