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看你正和见到棺材流泪不?正告你﹕科氏力不是独立的力学体系,更不能用于解释陀螺不倒!
[楼主] 作者:刘岳泉  发表时间:2006/06/24 03:23
点击:520次

 

    你只知道“由平动力学定律导出科氏力场B=2Ω和科氏力F=P×B=mV×B这两个基本公式”,可你为什么就是不懂它们起源于运动物体的惯性原理?为了使你明白科氏力的惯性原理,我只好先向你解释地面不同方向科氏力是怎么产生的(严格的数学推导过程从略)

 

由于地球的自转,在地表各个不同地理纬度处都产生了大小不等的离心力。设地球自转角速度ω(地球半径为R),有一运动物体在地表纬度ψ处,在地表向东以V的速率匀速运动,那么该物体在地球固定惯性系中的线速度平方为

(ωR cosψ) ² + V² + 2(ωR cosψ)V

该物体m所产生的离心力为(指向垂直于地轴方向)

m[ω²R cosψ+ V² /(R cosψ) + 2ωV]

与它静止时的离心力mω²R cosψ比较,后两项都是所谓的“科氏力” (方向垂直于地球自转轴向外),只是在速度V很小而且远离地球两极时,第二项可忽略不计,“科氏力”大小简化为2mωV。当物体向西运动时V值变为负,这时如果在高纬度地区速度V较大时,“科氏力”的指向并不一定垂直于地球自转轴向内!

 

再以北半球在物体向北运动时为例,分析其受力情况﹕

物体从地球纬度ψ运动到(ψ+Δ)处时(其中的Δ为极小量),将仍有保持ψ处惯性速度ωR cosψ的趋势,但实际上它在地表按正北向运动其惯性速度不断减小,对ωR cosψ求导得

-ωR sinψ(dψ/dt)  =  -ωV sinψ

这就是物体惯性运动在单位时间内速度的改变形成的一个向西偏转的所谓“科氏力”,在北半向南运动时刚是速度增加而产生向东偏转的“科氏力”,在南半球则刚好相反。

不过,在这里的分析中我们还忽略了物体自身运动所改变的地表惯性离心力,只是这种力的计算相当复杂,只能根据不同的情况进行数值计算,当速度不是很大时,把它简单分解东西向的速度分量计算其“上下方向”的“科氏力”,同时分解为南北向的速度分量计算其东西方向的“科氏力”。

特别提示﹕以上的“科氏力”只有了“紧贴地表运动”的物体才会产生,一旦脱离地表(例如飞机)其运动状态在忽略空气阻力时,变成自由运动就再不会产生“科氏力”了!

 

在所有以上的分析中我们已经清楚地看到,“科氏力”实质上就是运动质点迭加在旋转物体表面之上速度合成的一种使之运动状态改变的惯性力,一旦该质点与旋转体固溶合为一个整体,这种“额外的” “科氏力”也就不复存在!陀螺的动进,并不是因为什么陀螺上所有连续质点迭加在整体旋转运动之上(自已迭加自己)所产生的什么“科氏力”,而是(对不起,请各位去自已思考,现在远非我公布结果的时候)……

 

水平陀螺问题,如果要把陀螺所有各质点原的旋转运动迭加到其动进的公转运动之上计算其“科氏力”,肯定是徒劳的,如果真的认为它会产生什么向上的力矩,那无论是什么原因都将会出天王星等各大行星在太阳极地方向上产生力矩的大笑话。

 

“绳球问题”也同过样如此,请不要再被什么绳子缩短拉力加大做功之类的问题所迷惑,动量矩是并不守恒的,牛顿力学的四大定律是经典力学的精髓,严重违背惯性原理的什么动量矩守恒该放弃就必须放弃!

 

陀螺问题我只能讨论到这里“点到为止”,我是不会再讨论其更深层次的力学问题的了,如果谁再要坚持自己的观点也就“各说一套”吧,参与这种无休止的争论对我毫无意义。



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[楼主]  [2楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2006/06/25 23:52 

男儿有泪不轻惮﹕棺材只丧陈腐错误的观点,你的物理基础和数学水平都相当不错,只要你勇敢承认错误我们仍然很欢迎!

即使是舍不得你那些陈腐错误的观点被丧,就是哭几天脸也还得要出来见见老朋友的呀,不要总是关着门了,给你一颗糖就破啼为笑吧--我们握手言和?

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[楼主]  [3楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2006/06/28 22:12 

有人执迷不悟,我可不想开棺材铺啊,如果有人非要再见到棺材不可,我只好告诉他为他准备的下一口棺材在那


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