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我的画图技术再次精进,快成艺术了,请各位欣赏
[楼主] 作者:云野鹤  发表时间:2006/11/13 09:18
点击:336次

下面将自由陀螺理想化,首先将其简化为薄圆盘,该圆盘以角速度ω自转,受图示力偶作用,以角速度Ω匀速进动
在圆盘边缘选一质点,质点自转一周,垂直于盘面方向的线速度变化为
v(t)=RΩsin(ωt)
将此线速度按时间、方向、位置标注在圆盘上,则如下图点击查看原图



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[楼主]  [2楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2006/11/13 09:21 

第二步……(不知道插图怎么不能定位了……)
这显然是变速运动,必然存在相应的线加速度
经推导,此线加速度为
a(t)=2RΩωcos(ωt)
将此线加速度按同样方法标注与圆盘上,如下图
点击查看原图

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[楼主]  [3楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2006/11/13 09:23 

老杨、正和,说句话行不行,这两步有没有问题?


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 [4楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/11/13 10:40 

看出一点问题了

知道你的问题在哪里了,这个图只是描述了进动现象,
而没有描述章动现象,结果图中的进动线速度从何而来就成了问题?

实际情况是:首先是质点在12点处由于力矩M的作用,产生了章动线速度U,
随着陀螺自转,这个U的方向(或对应角速度w=U/r的方向)不断改变,
不断转换为进动线速度v,在3点处,则完全转换为:v=U,

这个图画起来就稍微复杂一点了,可以先只考虑从12点到3点的情况,
3点到6点的情况比较复杂一点,会出现章动的回弹,这大概就是章动的高频振荡了, 也就是陀螺不倒的原因了?





[楼主]  [5楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2006/11/13 12:07 

老杨,说了半天你仍然不忘“章动”,陀螺可以平稳进动,既是客观事实,又有理论界公认,此时尽管称为“伪规则进动”,但是历来都
老杨,说了半天你仍然不忘“章动”,陀螺可以平稳进动,既是客观事实,又有理论界公认,此时尽管称为“伪规则进动”,但是历来都是忽略那不可察觉的“章动”的

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[楼主]  [6楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2006/11/13 12:10 

退一步说,如果不考虑你所说的“高频微幅章动”,那个表达式有没有问题?


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 [7楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/11/13 22:37 

那说明历来就存在问题了
可惜呀,你非要去钻“右手定则”那个牛角, 只好等你什么时候想通了再说了,
 [8楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/11/13 22:44 

没有什么问题,不过你就很难与外力矩产生联系了?


我有的时候真不明白,那个郭峰军本来质疑洛伦兹变换的后期反代入,
很有道理,可后来一定要去质疑声速的相对性,可惜呀,这种牛角也能乱钻的吗?

[楼主]  [9楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2006/11/13 22:57 

与外力矩有必然联系
当外力矩作用于圆盘时,圆盘边缘始终存在如图的线加速度,同意吗?点击查看原图

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 [10楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/11/13 23:18 

还以为你已经清楚了,呵呵

呵呵,又绕回来了,
问题是你找不到线加速度a与角加速度α之间的关系呀?

只好再说一次吧:
比如你现在有的是线速度:
v(t)=RΩsin(ωt)
线加速度:
a(t)=RΩωcos(ωt)
由于r不是常数,不能用简单的:α=a/r,而是:
a= Ωdr/dt + rdΩ/dt = Ωdr/dt + rα
 
由于Ω=常数,则dΩ/dt=α=0,于是:
a= Ωdr/dt = ΩRωcos(ωt)
还是原来的那个式子,得不到a与α的关系式,因为α=dΩ/dt=0,

简单的说,由于Ω=常数,那么dΩ/dt=α=0,
如果简单套用a=rα,启不是得到:a=0了?
但实际上a=RΩωcos(ωt)

总之,你要注意:进动的角加速度α=0 !

 

 

[楼主]  [11楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2006/11/14 10:21 

是你糊涂还是我糊涂?角加速度α是进动加速度吗?
角加速度=力偶/转动惯量
α=Q/I
是圆盘绕3-9周翻转的角加速度!!就在那摆着

线加速度a(t)=αRcos(ωt)

难道不是吗?

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[楼主]  [12楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2006/11/14 10:31 

我明白了,是我的这个图造成了你的误解,责任在我

计算线加速度时的r不是这个图上的r,我刚发现,是我大意了

这个r=Rsin(ωt),而我要用的事R的余弦=Rcos(ωt)

点击查看原图

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 [13楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/11/14 13:18 

这个α就是章动角加速度了?

对呀,这个α不就是章动(倾倒)角加速度吗?

但是如果你要从进动线速度v=rΩ微分得到线加速度a的话,
那么这个a就是进动线加速度吧?
如果按你说的α=a/r,这个α不就是进动角加速度了吗?
这个α=0,这就无法与M或Q产生联系了?

 [14楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/11/14 13:23 

ω是自转角速度吧?ωr是什么?
我的画图技术再次精进,快成艺术了,请各位欣赏
 [15楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/11/14 13:32 

章动线加速度a不是简单的a(t)= rα = αRcos(ωt)
假设:u是章动线速度,w是章动角速度,α是章动角加速度, 则章动线加速度a(t)=du/dt = d(rw)/dt = wdr/dt + rdw/dt = wRcos(ωt) + rα
不是简单的a(t)= rα = αRcos(ωt)
粗略的分析是: 对于:a(t)= wRcos(ωt) + rα, 当ωt=0时,质点在12点处,a=wR+αR = R(w+α),这里的w算是初角速度吧, 当ωt=90度时,a= rα =0, 当ωt=180度时,a= -wR + αR = R(α-w) 也许这个-wR就与质点的章动惯性力相关? 这个下一步再仔细分析了,

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