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上一主题:诺贝尔物理学奖评委会主席sune s... 下一主题:又一个刘武青效应
请教各位:数学中有个“右手螺旋定则”,这个定则是不是公理?
[楼主] 作者:云野鹤  发表时间:2006/11/11 15:31
点击:2337次



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[楼主]  [2楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2006/11/12 16:11 

报告一下进展,正在进行
飞蝗:看下面的陀螺,他在逆时针自转,同时逆时针进动,为什么不反方向进动?
                      
霜焰:因为M=R×F,右手定则决定力矩M的方向就是逆时针,从而决定该陀螺必须逆时针进动。
                      
飞蝗:可以理解为是数学工具“右手定则”决定了陀螺进动方向吗?
                      
霜焰:是啊.
                  
飞蝗:好!是数学规律决定了陀螺的现实运动规律,对吧?
                
霜焰:是啊
      
飞蝗:右手定则是纯数学概念吗?
          
霜焰:是呀.
          
飞蝗:右手定则也可以放心使用,它是不是公理?
          
霜焰:不是.
        
飞蝗:既然不是公理,如果是定理,需要证明,请提供;如果是定义,请说出理由
        
霜焰:用坐标系中的矢量叉乘公式证明。坐标系中,直接把2个矢量的坐标代入叉乘定义式,就可以得到叉积的坐标,叉积的坐标已经同时指明了大小和方向,并不需要什么判断。
    
但是,很多时候并不想建个坐标系,然后再求坐标这样麻烦。所以搞个“右手定则”方便方便你们。
    
飞蝗:很好,用矢量叉乘公式证明“右手螺旋定则”,明白了。当叉乘两个矢量时,与这两个矢量组成的平面垂直的方向有两个,也就是矢量积可以指向相反的两个方向,但是矢量积只有一个,如何确定正确的方向?
  
霜焰:(?)

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[楼主]  [3楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2006/11/12 19:26 

请教正和,“右手定则”可推导吗?请据实解答
......| i j k |
axb =| ax ay az |
......| bx by bz |
    
看看,多么符合人类习惯的排列啊. 只看1遍就可以随手写下.如果说是先用行列式定义,然后根据它再定义右手定则,比较合理.

这段话说得过去吗?

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 [4楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/11/12 20:01 

问的不错,只是要稍微修改一下问法?

书上的规定:
“物体绕轴转动有两个不同的转向,或者是顺时针转动,或者是逆时针转动,为了区别力矩的这两种不同作用效果,常规定使物体绕逆时针方向转动的力矩为正值,使物体绕顺时针方向转动的力矩为负值.有了这样的规定后,力矩的运算就遵从代数运算法则.”

“力矩方向 MO 的方向依右手定则而定,将右手指依力将造成之旋转方向弯曲,如上图(a),则右手大姆指的指向即为力矩的作用线之指向,”

===========================
所以这个对话应该是:

飞蝗:看下面的陀螺,他在逆时针自转,同时逆时针进动,为什么不反方向进动?
                      
霜焰:因为M=R×F,右手定则决定力矩M的方向就是逆时针,从而决定该陀螺必须逆时针进动。
                      
飞蝗:那么当陀螺顺时针自转时,为什么进动方向也变成了顺时针呢?
                      
霜焰:这个?也许M=R×F还应该有个“左手定则”吧?呵,
                  
飞蝗:呵呵,你倒是左右开弓呀?开玩笑吗?

   

 [5楼]  作者:正和  发表时间: 2006/11/12 20:30 

行列式的展开方式中只包含符号定义,并不包含右手定则
也就是说行列式是机械地展开为i,j,k表示,规定了i*j=k,j*k=i,……,但看不出手性,i,j,k按什么手性排布是规定,无从推导,唯一的要求是保持一贯性,所以不能在前面用左手后面又用右手。
[楼主]  [6楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2006/11/12 20:52 

谢谢,呵呵,你还在记仇我要换手……请告诉我,怎么才能一招致命
有个小伙子正在用上述方法推导“右手定则”,跟我搅得天昏地暗,我就是说不服他

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[楼主]  [7楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2006/11/12 20:56 

这个很好解答,顺时针自转,角动量为-,因此dL为-,所以陀螺顺时针进动,这个正和最拿手
怎么也绕不住她,上次就弄了个稀里糊涂,现在还在记我要换手的仇

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[楼主]  [8楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2006/11/12 20:58 

正和君,光这样说不行,必须还要狠,那小伙子比我还能搅,他用这套证明叉积已存在,从而决定了右手定则
也就是说行列式是机械地展开为i,j,k表示,规定了i*j=k,j*k=i,……,但看不出手性,i,j,k按什么手性排布是规定,无从推导,唯一的要求是保持一贯性,所以不能在前面用左手后面又用右手。
[楼主]  [9楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2006/11/12 21:01 

必须对右手定则下手,直接搜其根本,老杨快想想办法
只要坐实右手定则来源于现实世界,就算成功了

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[楼主]  [10楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2006/11/12 21:08 

怎么才能说清“右手定则”无从推导?


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[楼主]  [11楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2006/11/13 08:28 

正和君,这件事说不清楚吗?


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[楼主]  [12楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2006/11/13 10:01 

突破性进展
飞蝗:看下面的陀螺,他在逆时针自转,同时逆时针进动,为什么不反方向进动?
                        
霜焰:因为M=R×F,右手定则决定力矩M的方向就是逆时针,从而决定该陀螺必须逆时针进动。
                        
飞蝗:可以理解为是数学工具“右手定则”决定了陀螺进动方向吗?
                        
霜焰:是啊.
                    
飞蝗:好!是数学规律决定了陀螺的现实运动规律,对吧?
                  
霜焰:是啊
        
飞蝗:右手定则是纯数学概念吗?
            
霜焰:是呀.
            
飞蝗:右手定则也可以放心使用,它是不是公理?
            
霜焰:不是.
          
飞蝗:既然不是公理,如果是定理,需要证明,请提供;如果是定义,请说出理由
          
霜焰:用坐标系中的矢量叉乘公式证明。坐标系中,直接把2个矢量的坐标代入叉乘定义式,就可以得到叉积的坐标,叉积的坐标已经同时指明了大小和方向,并不需要什么判断。
      
但是,很多时候并不想建个坐标系,然后再求坐标这样麻烦。所以搞个“右手定则”方便方便你们。
      
飞蝗:很好,用矢量叉乘公式证明“右手螺旋定则”,明白了。当叉乘两个矢量时,与这两个矢量组成的平面垂直的方向有两个,也就是矢量积可以指向相反的两个方向,但是矢量积只有一个,如何确定正确的方向?
    
霜焰:不是说了吗,叉积的坐标已经同时指明了大小和方向。
    
飞蝗:明白,叉积的坐标已经存在了,他的已经存在的方向是依据什么确定的?
    
霜焰:(……)
  
螳螂:人为规定的。
  
飞蝗:呵呵,你们师兄弟要打架了!霜焰在极力回避“人为”二字,目的就是要为“右手定则”找到理论依据。
  
按“人为规定”推回去,显然是这样:叉积的方向(人为规定)=〉右手定则(人为规定)=〉陀螺进动方向是人为规定的!
  
这可能吗?人为规定现实运动?
  
螳螂:(?)

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 [13楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/11/13 10:14 

重力矩M引起的dL(章动)怎么会改变符号呢?有点晕了吧?

注意:这里的陀螺自转角速度和进动角速度都是常数,所以dL=0,
这里只有在重力矩M=FL作用下出现的章动角动量的改变dL=Mdt,
而章动方向是不变的,怎么会与陀螺自转方向的改变相关呢?

 [14楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/11/13 10:16 

“右手定则”怎么会有问题呢?思路错了
这如同大家公认地球的一端是北,另一端是南, 无所谓对错,只是一个人为制定的规则而已, 当然也没有必要证明了?更没有推导的问题了?
[楼主]  [15楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2006/11/13 12:02 

不是说他有问题,而是要追查他的来源,有什么文献上说“右手定则”是约定吗?


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[楼主]  [16楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2006/11/13 12:03 

角动量L是矢量,当然有方向,自转反向,L就变号=〉dL随之变号


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 [17楼]  作者:正和  发表时间: 2006/11/13 18:10 

你就说,ijk是xyz方向的单位矢量,如果ijk排成左手系,行列式需要改吗?
请教各位:数学中有个“右手螺旋定则”,这个定则是不是公理?
 [18楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/11/13 22:35 

教科书上都这么说的呀,还有洛伦兹力、螺线管磁场方向、磁场中运动导体的电流方向等等吧,
都是规定---约定---共遵的,等待你能早日绕出来吧,
 [19楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/11/13 23:02 

看来你要研究一下“旋转右手定则”才行?

呵呵,本来你在说:
根据“右手定则”,M的方向就可以决定进动的方向了,
我说自转的方向也会影响进动的方向,
现在你又说自转的方向改变了,自转的L方向(符号)就改变了,
(注意:dL=I*dω=I*0=0)
所以进动方向也会改变,这意思就是说:
进动的方向不但取决于M的方向,还取决于ω的方向,
这就不是一个简单的“右手定则”的问题了?

恐怕要使用一个“旋转右手定则”了?
即先对M用“右手定则”确定章动的方向,然后按自转方向旋转右手90度,
这就是最后确定下来的进动角速度方向了, 不过还是希望你能多注意那4个弯曲的手指, 否则就只有用进动线速度v的方向才不容易被搞晕?

 



 

 [20楼]  作者:正和  发表时间: 2006/11/13 23:17 

你就这样问他吧:我的体系中i*j=k,j*i=-k,j*k=i,...你猜我用的什么手性?
请教各位:数学中有个“右手螺旋定则”,这个定则是不是公理?

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