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球绳问题,正和的解释有问题,问题可能出自动量矩守恒。
[楼主] 作者:jiuguang  发表时间:2006/06/19 14:09
点击:1760次

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 [2楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/06/19 18:13 

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[楼主]  [3楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2006/06/19 18:46 

或许动量矩守恒还应该有其它条件,M=0只是必要条件之一,而非充分条件
球绳问题,正和的解释有问题,问题可能出自动量矩守恒。
 [4楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/06/19 19:08 

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[楼主]  [5楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2006/06/19 23:06 

行星运行是另外一种情况。因为有引力势能,引力势能的减少,对应着动能的增加。球绳问题则没有对应的能量,行星不能逃脱引力的作用,小球在剪断绳子后,则可以自由运动。
 [6楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2006/06/20 00:37 

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 [7楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/06/20 02:49 

引力势能是径向的,不会影响“切向动能”?
对应径向速度和切向速度的就是径向动能和切向动能,
分开来分析就比较清楚了? 比如太阳的爆炸力和引力对碎片作的功只会影响径向动能En,不会影响切向动能Et? (重力势能等于引力做的功) 总之某个方向上的合力与位移决定了该方向上的功, 该方向上的速度决定了该方向上的动能, 既然没有切向力,也就没有“切向功”, 那么“切向动能”也就当然不会变化了?
[楼主]  [8楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2006/06/20 09:46 

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[楼主]  [9楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2006/06/20 10:06 

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 [10楼]  作者:正和  发表时间: 2006/06/20 10:07 

绝大部分反相人士的概念能力和数学能力实在太差

正和擅长推导,但要保证推导的结果没问题,除了推导本身无问题外,还必须保证推导时所依据的所有,都毫无问题。

///正和:jiuguang是反相阵营中数学水平较高的人,如果我的推导有问题,应当能看出来.如果你看不出来,就不要说些莫棱两可的话.推导所依据的前提,就是牛顿第二,第三定律,jiuguang就更无理由看不出来,还说出莫棱两可的"所依据的所有,都毫无问题".难道jiuguang没能力独自求出小球运动方程么?
求小球运动方程的第一个方程
r'=dr/dt=-v
与物理定律无关,纯粹是问题的数学边界条件:匀速收绳.
求小球运动方程的第二个方程
(x,y)=(rcosθ,rsinθ)
是几何定义式,与物理定律无关.
求小球运动方程的第三个方程
y"/x"=y/x=tgθ
涉及牛顿第二定律F=ma,力与加速度共线;以及第三定律,得出力与绳子共线.
jiuguang觉得上述那个方程有问题?不妨直接指出,否则就不要貌似严谨,说些永不会错的话,把水搅浑.
以上三个方程完全不涉及角动量守恒定律,也没涉及动量守恒定律.但已经完全确定了小球的运动.方程组的解导出小球角动量守恒.
如果jiuguang不能求解上述微分方程组,就去77339帖看看.

如果我们忽略过程,即给出半径缩短的起、终点的话。根据正和的推论,在两个圆周上小球有不同的速度V?这就意味着小球有不同的动能。件断绳子小球会以不同速度飞出去。然而这是不可能的。

///显然有不同动能,因为收绳力作功.你的"然而这是不可能的"是没有任何依据的直觉.

小球旋转时,向中心移动时,都有通过中心的力,但力矩M=0。不过力矩为0,还不足以保证动量矩守恒,因为,r是可以变的,但切向速度则不应该变,因为没有切向力。

///M=0,由dJ=Mdt就可推出角动量守恒,这是由平动力学定律导出的,请看我先前的帖子.角动量守恒除了M=0外还要其他条件吗?

不要把"切向速度"与"垂直于绳子的速度"混为一谈.在收绳过程中,切向速度不垂直于绳子,从而绳子张力在切向速度方向上有分力.

其实这里的切向速度是个伪概念,是什么东西的"切"向?如果是运动轨迹的切向,那就是速度方向的本身.

收绳模型与行星运动其实是一致的,只不过行星运动中不是匀速收"绳".但众所周知,行星远日点和近日点速度不同.

[楼主]  [11楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2006/06/20 10:22 

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 [12楼]  作者:正和  发表时间: 2006/06/20 10:36 

不要放任自己的直觉

绳球如果符合动量矩守恒,则绳子缩短至原来的1/2,速度应变为原来的2倍,动能则是原来的4倍。有这种可能吗?

///正和:你的那种比例关系要假定小球运动方向始终垂直于绳子。近似于那种比例关系,也没什么不可能的,一切要用定量计算来解决。既然已经有了运动方程,为什么不从方程出发做点数学研究,而是放任不可靠的直觉呢?

岂不是说,链球运动员抛出链球时,仅需要弯曲手臂,成绩就可以提高很多?我想链球运动员对此都是清楚的。

///请从小球运动方程计算绳子上的张力,会发现r-->0时,F-->无穷大。手臂不是想弯就弯的,人的功率是有限的。

[楼主]  [13楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2006/06/20 10:53 

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 [14楼]  作者:正和  发表时间: 2006/06/20 11:00 

我的信心不来源于计算,而来源于计算的前提:牛顿力学。你对牛顿力学这样没信心吗?
或者,你竟然对自己的直觉更有信心?
[楼主]  [15楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2006/06/20 13:18 

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 [16楼]  作者:正和  发表时间: 2006/06/20 13:43 

有人错=》正和错,正和有时错=》正和这次错,都是不科学的!不要继续说些貌似严谨却毫无针对性的话。
我对这个问题的论证都是定量的,这种情况下是最好挑错的了——如果有错的话。
 [17楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/06/20 13:52 

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 [18楼]  作者:正和  发表时间: 2006/06/20 14:16 

你学的是什么专业?

在直角坐标系中,对应一般加速度为a的匀加速直线运动有:
rr=yy+xx
y=r*sinθ
x=r*cosθ
y"=C=a*sinθ ,
x"=C=a*cosθ ,

于是有:
y"/x"= sinθ/cosθ = tgθ = y/x

但是对于曲线运动,位矢r的方向也在变化,即θ不是常数,
所以就得不到简单的:
y"=C=a*sinθ ,
x"=C=a*cosθ ,
y"和x"中还含有θ'和θ",
这样 y"/x"= sinθ/cosθ = tgθ = y/x
就不一定成立了?

///正和:这里不需要奇怪的C,直接有x"=|a|cosθ,y"=|a|sinθ ,这是(瞬时)加速度的矢量分解,与是否曲线运动无关。

另一方面,由于这里并没有对初始切向线速度V加以限定,
(“初始切向线速度”概念很明确了吧?不能算是“伪概念”?)
那么对应的曲线就有很多了,比如:

///θ=kt/(L-vt)中还有一个待定系数k,它正是由初始速率决定的。这里最好用:速度方向、垂直于速度方向、绳子方向、垂直于绳子方向这四种方向术语。以下内容不再回复,只是提醒你不要去套现成的螺线类型,动力学方程的解是怎样就怎样。


V下降的情况是:
当θ'=C 时(r=Ut),对应的是阿基米德螺线:r=aθ ,
V不变的情况是:
当θ'r=C 时,对应的是对数螺线:r=ae^(kθ) ,
V增加的情况是:
当θ'rr=C 时,对应的是双曲螺线:r=a/θ,
V增加更快的情况是:
当θ'rrr=C时,对应的是连锁螺线:r=a/sqr(θ)
这就不可能只得出唯一的结果:θ'rr=C  ?

 [19楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/06/20 14:23 

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 [20楼]  作者:正和  发表时间: 2006/06/20 14:28 

天啊。难道各位不能从F=ma和F=GMm/r^2推导出行星运动方程?
还在这儿直觉来直觉去的。用上面的两个定律,不需要涉及动量、能量、角动量。研究能力太差了。
 [21楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/06/20 17:53 

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 [22楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/06/20 19:14 

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 [23楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/06/20 19:51 

综合起来考虑

小球极坐标化为平面直角坐标是(x,y)=(rcosθ,rsinθ)
小球的瞬时速度是(x',y'),小球的加速度是:
绳切向:at=0,
绳径向:an=(x",y")≠0,
an与小球合力F共线,F与小球位置矢量(x,y)共线,

一、在绳子径向有:
y"/x"=y/x=tgθ

xy"-x"y=0
(xy"+x'y')-(x"y+x'y')=0
(xy')'-(x'y)'=0

两边积分
xy'-x'y=C
x^2(y/x)'=C
(rcosθ)^2(tgθ)'=C
r^2(cosθ)^2(secθ)^2θ'=C
θ'r^2 = C1

二、在绳子切向有:
at=v'=0,
两边积分得:
v=θ'r=C2  (绳切向动量守恒)
带入上式 θ'r^2=C1 得:
C2*r=C1
即:
r= C1/C2 = C

就是说满足“角动量守恒”的必要条件除了M=0以外,
还有一个必要条件是:r=C常数  ?

 

 [24楼]  作者:正和  发表时间: 2006/06/20 21:42 

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 [25楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/06/20 22:14 

这个答复有点难以令人信服了?恐怕还要三思呀?

“这个a是完整的a,不是分量,a只能沿径向(绳子的方向)。
如果你的“切向分量”是指垂直于绳子的分量,并且限定为正交分解,那它始终为零。

如果是指速度方向上的分量,则不为零,所以速度大小会变化;
垂直于速度方向的分量也不为零,所以速度的方向会变化。
由于你的常识错误,以下的我就不说了。”


如果假设小球沿绳径向做匀加速运动,
即绳径向:an=U(常数),
绳切向你也认为恒有:at=0,
这就是“综合解法”的结果了:要满足角动量守恒必须有:r=C?

小球的速度为矢量和:v=vn+vt
由于:at=0,所以vt=C常数,
由于:an=U,所以vn=∫an dt = ∫U dt = Ut+C
由于t=0时,vn=0,所以C=0,
即得到:vn=Ut
显然在:v=vn+vt 中,
v之肯定是变化的,因为vn是随时间改变的,
总不能因此就反过来说:因为小球的v(大小和方向)会变化,所以其分量vt也要变化?

 

 [26楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/06/20 22:27 

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 [27楼]  作者:正和  发表时间: 2006/06/20 23:38 

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 [28楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2006/06/20 23:41 

就象很多人痴迷于相对论一样,在我思考绳球问题之前还指责你们对动量矩守恒的怀疑,回想起来真是好笑!

在二十多年前我刚接触相对论的时候,真的觉得它好神秘好伟大,对爱因斯坦简直崇拜得五体投地,后来知道“光速不变”一直没有真正得到过严格的实验证明之后才开始怀疑,直到对它一切的根本否定!

如果说“动量矩守恒”的前提是力矩为零,那么它与相对论的基础是“光速不变”完全一样,仅仅只不过是假设而已,由于绳球问题的反例出现,不得不使我对“非具势运动”体系中“动量矩守恒”的根本否定!

其实,“力矩为零”只是在“非具势运动”体系中动能守恒的前提,如果不是因为绳球问题的出现,我们将永远也无法知道这里的真相﹕绳子缩短拉力加大并不增加小球的动能,就如绳子放长直到拉力为零而并不改变小球的动能一样明白无误。“非具势运动”体系没有势能的贮备,能量组成没有可以转化的途径,绳子拉力的变化对应于小球运动离心力的相应变化,并不涉及任何形式的能量转换!

※※※※※※
相对论一派胡言 物理界混淆是非 时空物绝对独立 “倒相者”返璞归真
 [29楼]  作者:正和  发表时间: 2006/06/20 23:41 

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 [30楼]  作者:正和  发表时间: 2006/06/20 23:54 

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