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云野鹤进来
[楼主] 作者:正和  发表时间:2006/07/03 17:14
点击:1213次

看到你的数学水平,真的想劝你不要研究陀螺了。如果你执意要研究,就提醒你一下吧:

三维空间中,
绕x轴旋转θ的变换矩阵是Tx,θ=
(1   0        0   )
(0  cosθ  -sinθ)
(0  sinθ  cosθ)

绕z轴旋转φ的变换矩阵是Tz,φ=
(cosφ -sinφ 0)
(sinφ  cosφ  0)
(0        0    1)

一个点P=(x,y,z)T先绕x轴转动θ=ωt,再绕z轴转动φ=Ωt,就变成了Q(t,P)=Tz,Ωt Tx,ωt P。

Q(t,P)实际上就是水平陀螺初始位置的特定点P的运动方程。如果不是水平陀螺,则还要乘一个旋转矩阵,这就留给你去琢磨了。你有兴趣就根据上述运动方程去考察陀螺上所有点的运动吧。你应该会矩阵乘法吧?

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 [2楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2006/07/03 21:02 

如果是想通过数学解决陀螺问题,我早就放弃了
我不想再去增加本轮来描述天体运行,而是希望弄清天体东升西落的根本原因。

不止你一个人规劝我放弃这个问题,但是到现在为止,还没有人真正指出我的错误,倒是台湾那位对手认可了我论述的前半部分,本论坛老刘认可了后半部分

我的思路对你来说纯属幼儿级别,你何不对我的思路下手,指出错误,让我心服口服,也消除了我多年来的牵挂,我不但不会怪罪你反而会感谢你,对你来讲可是一件功德

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 [3楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2006/07/04 00:54 

现在有我,你别理他那么多,凭他与宇观争论的离心力问题说明他数学基础也不怎么样,我们不懂的可以边讨论边学习!


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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
[楼主]  [4楼]  作者:正和  发表时间: 2006/07/04 11:41 

我只是看见你们在那瞎凑速度分布关系,才给你一个定量工具,让你去求速度分布
云野鹤进来
[楼主]  [5楼]  作者:正和  发表时间: 2006/07/04 12:10 

我数学基础是不怎么样,可你的物理基础更不象样

你承不承认d(r*p)=dr*p+r*dp=vdt*mv+r*fdt=r*fdt?
如果不承认,则你的数学基础不怎么样;
如果承认,那么你是否承认绳球模型中fr共线从而r*f=0?
如果不承认,则你的物理基础不怎么样;
如果承认,那么你承不承认d(r*p)=0即角动量守恒?如果不承认,则你的数学基础不怎么样;
如果承认,恭喜你知错能改。

你承不承认dw=f.ds=fcosθds?如果不承认,则你的物理基础不怎么样;
如果承认,那么你承不承认绳球模型中θ不等于90度?如果不承认,那么你的物理和数学基础都不怎么样;如果承认,那么你承不承认dw不为零,小球的动能会变化从而速率变化?如果不承认,则你的数学基础不怎么样;如果承认,恭喜你知错能改。

 [6楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2006/07/04 14:41 

那先谢谢了!请野鹤把图纸搬过来让正和用矢量表达各量之间的关系并指点指点。图纸在我的第77852贴基础上再作点改进

在我的第第77852帖基础上,请将第77846帖的r位置提高一些,并从r处作垂线与过C点作一水平线相交标出r的相对高度h,同时在其相交处用直角标记。

图纸制作到这,请正和只根据图纸内容讨论,不要自作聪明去自由发挥,明确告诉你在这是不可能找到力学平衡关系的!所有的计算过程我都将采用标量计算,如果你能用优美矢量形式表达出来也许我们会有合作的机会,不过我现在对矢量运算规则的数理逻辑严谨性深表怀疑(你要知道我反相对论在这一点上与你的观点矛盾很正常,搁置争论),凡对我有用的就用,无用的一律弃之。

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 [7楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2006/07/04 14:56 

没精力去思考你这些废话,请用矢量方法否定宇观的“离心力”概念﹕

即运动物体相对于任一点的“离心力”,等于物体相对于该点的瞬时角速度ω的平方与两点距离乘积的负值!你可对这作出更正,从而体现你的基本物理概念和数学水平。至于我,凡是我不需要直接应用的我都不会去多想!

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[楼主]  [8楼]  作者:正和  发表时间: 2006/07/04 15:06 

你只问不答,我也没精力跟你废话。
如果你肯去思考我的“废话”,你就会发现你的“角动量不守恒”、“绳球问题中小球速率不变”是多么荒谬。
宇观和jiuguang都看到了你的错误,就你不自知。我与宇观的讨论你是没水平参加的。
 [9楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2006/07/04 22:08 

我的“速度分布”是凑出来的?区区五步,请你稍加留意,指出其中的错误

一、从匀质薄圆盘开始


理想状态下有一薄圆盘受图示力偶Q持续作用。为方便分析,建立随圆盘运动但不自转的表盘作为参照。



二、在力偶作用下圆盘上质点的加速度


显然力偶Q持续作用于圆盘,并导致各质点在垂直于圆盘方向具有不变的线加速度,使得圆盘产生绕水平直径翻转的趋势。根据刚体转动定律,翻转角加速度α=Q/I,Q……力偶(外力矩);I……圆盘对直径的转动惯量。各质点在垂直于圆盘方向的线加速度分布如下图,其中12、6两处质点线加速度最大,分别为A=-A=αR=RQ/I,(R……圆盘半径)


三、质点的运动

圆盘以角速度ω逆时针自转,在其边缘任选一质点m,随圆盘自转。m旋转一周在垂直于圆盘的加速度变化为a=Acos(ωt),同时完成一个周期。


四、质点垂直于盘面的运动速度与a=Acos(ωt)的关系

形如a=Acos(ωt)的加速度服从简谐振动规律。当无其他因素影响时,所导致的质点运动必为简谐振动。但质点m同时在作匀速圆周运动,其运动遵从什么规律?

在理想直线匀速列车上,有一做简谐振动的质点,在地面看来,该质点在做曲线运动,但在列车上看,质点却是在做标准的规则振动。因此,匀速圆周运动质点m在圆盘上看,同样也是在做规则振动,并且因自转速度快而周期极短,因此其运动规律为简谐振动。


由此可知,质点m垂直于圆盘的瞬时速度与加速度遵守同样的规律,加速度为时间t的余弦函数,速度为时间t的正弦函数,相位比加速度差1/4个周期。即质点线加速度最大时(12、6)垂直于圆盘的运动速度为0;线加速度为0时(9、3)质点垂直于圆盘方向的瞬时速度最大。因此质点m自转一周的瞬时速度分布如下(示意图)


五、圆盘的运动

以上分析出质点m在垂直于圆盘方向的瞬时速度变化规律,同样具有周期性质。圆盘上每个质点都遵循同样的规律,做圆周运动同时都在做同周期的简谐振动,过12、6连线时,垂直于盘面的瞬时速度都为0,因此表盘12、6连线(竖直直径)的空间位置始终不变,即在竖直力偶的作用下,圆盘不会出现竖直方向的翻转。质点过竖直直径后,立即在线加速度a=A(r)cos(ωt)的作用下加速,并在1/4周期处(9、3)达到最大值,随后加速度反向,质点减速,在1/2周期处(12、6)速度减至0。因此,圆盘上所有质点垂直于圆盘的瞬时线速度分布如下图




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 [10楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2006/07/04 22:11 

和为贵……还没三句话又干上了……就像两只斗鸡


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 [11楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2006/07/04 22:17 

图要重新画了,时间会长些,这几天工作也忽然忙起来
到现在我也不清楚老刘的思路,甚至对陀螺问题的看法存在分歧,但有一点是共同的,那就是经典理论没有交代清楚。有分歧不要紧,我相信会在讨论中逐步修正前进方向,一步步向真理靠近

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 [12楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2006/07/05 00:01 

好家伙……是这样吗?


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 [13楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2006/07/05 00:49 

AB必须通过陀螺视觉椭圆平面长轴的两个端点,r与v(包括箭头)同时投射到其阴影平面的相应位置,并标记为v′和r′

表示r相对高度h的垂直水平线到C点为止。注意,视觉的AB与CO并不垂直。

下一步的绘图如何能保证直观易懂的问题,我还得好好考虑,要把图纸绘好也不能急于一时,所以我给你的邮件今晚还是发不出。

就凭这张图纸,相信正和要给出速度v分别在直角坐标上的三个分量及高度h与α及β的关系已是轻而易举的了,请问能否用更直观数学形式表达?

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 [14楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2006/07/05 00:52 

没关系,人无完人知错能改就好。


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 [15楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2006/07/05 00:58 

你还是抱着那不放啊?数学只是一门工具,要是把自己当成工具工具就太不值了!每个人的精力都十分有限一定要特别珍惜


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 [16楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2006/07/05 10:38 

正和先生呢?太简单不值得回答吗?老刘和各位朋友都来看看,挑挑毛病
台湾那伙计已经认可了这部分论述……和我们都一个毛病……死抠
诸位,简单问题回复一下也不掉身份,何况还能点醒我,功德无量啊

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[楼主]  [17楼]  作者:正和  发表时间: 2006/07/05 13:41 

一、从匀质薄圆盘开始

理想状态下有一薄圆盘受图示力偶Q持续作用。为方便分析,建立随圆盘运动但不自转的表盘作为参照。

///正和:怎么“随圆盘运动”?随圆盘公转吗?平动吗?哪来的平动?莫非你想说旋转系?如果你说的是旋转系,就去看我早前的帖子吧。

二、在力偶作用下圆盘上质点的加速度


显然力偶Q持续作用于圆盘,并导致各质点在垂直于圆盘方向具有不变的线加速度[///没有什么“显然”,哪来的什么“线加速度”?除非你按我给你的方程严格地给出每个质点的运动方程再来谈线加速度,否则就是凭直觉在这里作速度和力的不完整不严谨的乱分解。你没受过良好的数理思维训练,你这里表现的思维方式完全外行,却不是几句话能让你明白的。有的东西明白就是明白,不明白就是不明白,是学习过程中的一种“顿悟”,难以言传。如果你看了我的旋转系科氏力矩解释规则进动都没产生明白的感觉,我就只能抱歉没有能力让你明白,这里只是出于礼貌回应你再三的下问。],使得圆盘产生绕水平直径翻转的趋势。根据刚体转动定律,翻转角加速度α=Q/I,Q……力偶(外力矩);I……圆盘对直径的转动惯量。各质点在垂直于圆盘方向的线加速度分布如下图,其中12、6两处质点线加速度最大,分别为A=-A=αR=RQ/I,(R……圆盘半径)

三、质点的运动
圆盘以角速度ω逆时针自转,在其边缘任选一质点m,随圆盘自转。m旋转一周在垂直于圆盘的加速度变化为a=Acos(ωt),同时完成一个周期。
四、质点垂直于盘面的运动速度与a=Acos(ωt)的关系
 
形如a=Acos(ωt)的加速度服从简谐振动规律。当无其他因素影响时,所导致的质点运动必为简谐振动。但质点m同时在作匀速圆周运动,其运动遵从什么规律?

///不要乱分解,也不要乱叠加,不同轴上的两个圆周运动叠加的结果是什么?不做计算光凭直觉是不行的。为什么必为简谐振动?你从头(严格从质点动力学)推导给我看看。进动周期和自转周期可以是不可公度的,也就是说陀螺边缘上一点可以永远回不到同一个位置。除了各种运动之间的类比思维外,你能否抛开类比,只针对当前讨论的问题进行严格的数学推导?对于民科的类比思维,我经常觉得无从下手点化他们。因为这种不严谨的思维方式已经渗透到他们的每一个细胞中了。到此为止吧。

在理想直线匀速列车上,有一做简谐振动的质点,在地面看来,该质点在做曲线运动,但在列车上看,质点却是在做标准的规则振动。因此,匀速圆周运动质点m在圆盘上看,同样也是在做规则振动,并且因自转速度快而周期极短,因此其运动规律为简谐振动。
由此可知,质点m垂直于圆盘的瞬时速度与加速度遵守同样的规律,加速度为时间t的余弦函数,速度为时间t的正弦函数,相位比加速度差1/4个周期。即质点线加速度最大时(12、6)垂直于圆盘的运动速度为0;线加速度为0时(9、3)质点垂直于圆盘方向的瞬时速度最大。因此质点m自转一周的瞬时速度分布如下(示意图)
五、圆盘的运动


 

以上分析出质点m在垂直于圆盘方向的瞬时速度变化规律,同样具有周期性质。圆盘上每个质点都遵循同样的规律,做圆周运动同时都在做同周期的简谐振动,过12、6连线时,垂直于盘面的瞬时速度都为0,因此表盘12、6连线(竖直直径)的空间位置始终不变,即在竖直力偶的作用下,圆盘不会出现竖直方向的翻转。质点过竖直直径后,立即在线加速度a=A(r)cos(ωt)的作用下加速,并在1/4周期处(9、3)达到最大值,随后加速度反向,质点减速,在1/2周期处(12、6)速度减至0。因此,圆盘上所有质点垂直于圆盘的瞬时线速度分布如下图







 

 [18楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2006/07/05 14:50 

谢谢正和肯屈尊回复,我们就事论事不要引申,也请列为看官明察

///正和:怎么“随圆盘运动”?随圆盘公转吗?

请看上图,我可否在陀螺旋转盘上建立虚拟的表盘,以标示质点的瞬时位置?比如说某时刻质点到了表盘上的9点等,可以吗?



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[楼主]  [19楼]  作者:正和  发表时间: 2006/07/05 15:04 

你到底在用哪个陀螺?你的新问题中的陀螺质心是不动的呀。
另外,你的思路不好用。表盘在运动,说哪一点到了表盘的9点位置是含糊的。清晰的应当说,表盘的9点刻度,在时刻t的空间坐标。这才是正确的描述陀螺每一个质点的运动的方式,即使不是唯一正确的方式,却也是最清楚直接的方式。
 [20楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2006/07/05 15:08 

不管陀螺质心动不动,我可不可以建一个虚拟表盘?


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[楼主]  [21楼]  作者:正和  发表时间: 2006/07/05 15:10 

不是不可以,而是你没有能力正确描述这样的思路,请看上帖(增加了内容)。
云野鹤进来
 [22楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2006/07/05 17:31 

当然就数学而言,离不开坐标系,但是引入你的坐标系后,表盘就没用了。
实际上表盘可以看作以质心为原点的极坐标系,这个坐标系不管别的,就管质点转过了多少角度。我只是想用更直观的表盘来代替极坐标,这就是在回答你的第一个问题,我在那个圆盘上建立一个虚拟表盘,随圆盘运动但不自转,到底行不行?
如果不行,那请指点如何标示质点在t时间内自转的角度?

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 [23楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2006/07/05 22:28 

请问正和,在t时间内,陀螺圆盘上某质点m转过了一个角度ωt,请指点这个角度怎么标在圆盘上?


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 [24楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2006/07/06 00:28 

做起来还真不简单,AB不会通过陀螺视觉长轴,阴影也只能用正面椭圆


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 [25楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2006/07/06 01:53 

辛苦了!β角应标为∠ACr。近两天心情较乱,还不能静下心来思考
觉得AB似乎没有通过陀螺平面(OC与AB要求垂直)?C'、v'和r'能否把右上标的逗号改为撇“′”?

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[楼主]  [26楼]  作者:正和  发表时间: 2006/07/06 13:23 

为什么老想着把盘上的点标在盘上呢?怎么不去认真思考把盘上的点标在空间中啊?
而我已经告诉你怎么把盘上的点标在空间中了。
 [27楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2006/07/06 15:19 

真奇怪!是诊断我的思路还是你的思路?我的思路就是要标在盘上,请问怎么标?


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 [28楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2006/07/06 16:00 

你我都做为地球上的一个点,在一小时内肯定都转过了一个角度ωt,请教你这个ωt怎么标示?难道没有办法吗?还是不允许?


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[楼主]  [29楼]  作者:正和  发表时间: 2006/07/06 16:19 

你的意思是要我在你的错误思路上给出正确的结果?
云野鹤进来
[楼主]  [30楼]  作者:正和  发表时间: 2006/07/06 16:35 

真不知你是怎么思维的
你开始说的是“假想有一个不自转的圆盘跟着那个陀螺圆盘一起运动”,我问你“怎么跟着一起运动,因为圆盘质心不动”,你就用你早先的质心运动的陀螺来反驳,改换上下文是一种偷换论题的作法。
以你后来的设计为例,如果虚拟盘不动,则陀螺盘进动后就与虚拟盘不再重合,你要我怎么在虚拟盘上标出陀螺盘上给定点的位置??
如果虚拟盘绕z轴转动以便与陀螺盘重合,则陀螺盘上指定点当然可标在虚拟盘上,但这时虚拟盘实际上是一个旋转系,在该系中陀螺盘只自转不进动。你既然看不懂我的科氏力矩解释,还用这个转动的虚拟盘干啥?
即使以你早先的设计,即盘心运动的情况,如果虚拟盘只平动不转动,则陀螺盘进动后就与虚拟盘不重合,又让我怎么在虚拟盘上标出陀螺上的点?如果虚盘绕z轴转动,也成了旋转系。

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