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上一主题:1999年重庆电视台播出刘武青的事迹 下一主题:电磁质量
又来了……再次请教各位精研参照系的高手
[楼主] 作者:云野鹤  发表时间:2007/02/05 16:26
点击:294次

下图中,不计圆盘自转,假如只有绕12-6的翻转,力偶M如图示,可否使用角加速度α=M/I(圆盘直径转动惯量)求圆盘绕3-9轴的角加速度?

恳请各位赐教

 

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陀螺运行

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 [2楼]  作者:白果树01  发表时间: 2007/02/05 21:04 

回复:不可以
角加速度α=M/I(圆盘直径转动惯量)

这个I(圆盘直径转动惯量)即便求出来,是个很复杂的式子.

具有自转的转子,受外力作用后,不可直接利用惯性定理套.因为在力矩作用下,陀螺并没有按照我们想象的规律去运动.这就是陀螺运动的特殊性.
[楼主]  [3楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2007/02/05 21:50 

老朋友,又见面了……不计圆盘自转,假如只有绕12-6的翻转
下图中,不计圆盘自转,假如只有绕12-6的翻转,力偶M如图示,可否使用角加速度α=M/I(圆盘直径转动惯量)求圆盘绕3-9轴的角加速度?

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[楼主]  [4楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2007/02/05 21:52 

老杨、正和、老刘……你们都还在此活动吗?快出来!!!
帮忙帮忙,给个结果

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 [5楼]  作者:白果树01  发表时间: 2007/02/05 22:08 

回复:老樵,网易的速度太慢了,你怎么选择那里 了?
又来了……再次请教各位精研参照系的高手
 [6楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2007/02/06 02:19 

如果"不计圆盘自转"的意思是,角速度等于或接近0的话,是可以这样算角加速度的.但这又要求3-6点有一个轴或相当于有个轴.
I本身很复杂,如果自转角速度不等于0,I大概就不再是常数了.
[楼主]  [7楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2007/02/06 10:39 

好久不见,久广老朋友好
有一个旋转平台,我在上面照镜子。
我想看看镜子的背面,于是我平伸双手严格以水平直径为轴翻转镜子
当然在这个过程中,你在地面看到我一直随平台旋转,就是这么个意思

严格地说,我可以用α=M/I求角加速度吗?

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[楼主]  [8楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2007/02/06 10:43 

怎么会?我这里网易的速度很快……你那里慢可能是地区问题


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[楼主]  [9楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2007/02/06 15:58 

诸位在多说几句好不好?这个条件下能不能用?


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 [10楼]  作者:白果树01  发表时间: 2007/02/06 19:35 

回复:[云野鹤]你这是在隔着梯子上房啊
[云野鹤]你这是在隔着梯子上房啊
不考虑圆盘自转,就不是陀螺了;
跳过进动原理,去研究进动(偏移)和章动(下降),会是什么结果啊
[楼主]  [11楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2007/02/06 20:10 

我正是在找梯子,就说这样行不行?可不可以用?


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 [12楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2007/02/07 01:44 

如果平台转速不很慢的话,你的双手应该可以感受到另外一个方向的力矩作用.可以做一个简单实验.找个自行车轮,两手拿着轴并让轮转起来.如果你在旋转平台上,一定会感受到另外一个力矩的存在.这就是陀螺效应,这时你的公式就有问题了.
可以这样理解,在惯性作用下车轴趋向于直线运动(质点也是如此),为了在旋转的平台上,让车轴还在你的手上,需要你给出一个额外的力矩(不可忽略它,否则你的分析恐怕就没意义了),而车轮会给你的手一个不同方向的力矩,试一下就清楚了.
[楼主]  [13楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2007/02/07 09:09 

谢谢老朋友
不是车轮,就是照镜子,镜子相对于我没有转动
并且再假定此时镜子的竖直直径与我脚下的平台转轴重合,即我在作圆周运动,镜子的质心静止,但他始终正对我。

这是我试图以水平直径翻转镜子,要看他的背面。能否用α=M/I?

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 [14楼]  作者:yanghx  发表时间: 2007/02/07 11:53 

我也认为不行
老焦的特长是动手能力,应该尽量发挥一下?
多做点实验、积累足够经验事实可能更有意思?
我也一直想做点陀螺实验,可惜分身乏术呀,呵呵,
[楼主]  [15楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2007/02/07 12:05 

谢谢老杨,不行的道理何在?不是惯性系吗?在我双手的M作用下,镜子毫无疑问以水平直径翻转了,角加速度=?
不计圆盘自转,就是我在旋转平台上照镜子,镜子相对于我没有转动

并且再假定此时镜子的竖直直径与我脚下的平台转轴重合,即我在作圆周运动,镜子的质心静止,但他始终正对我。

这时我试图以水平直径翻转镜子,要看他的背面。能否用α=M/I?

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 [16楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2007/02/07 20:04 

镜子的横轴在旋转.你的公式就成问题了
在做你给定的运动时,应该给轴一个另外的力矩才能保证匀速转动.
简单的α=M/I这个公式肯定是有问题的.
当然有多大问题,是另外一个问题.
[楼主]  [17楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2007/02/07 21:38 

镜子和我,都在匀速旋转的平台上
相对于地面的你,镜子就是在匀速旋转(横轴水平旋转),如果不想让它旋转,才需要力矩作用于横轴

我在平台上拿着镜子,不会感觉他有水平方向的阻碍,需要我时刻用力才能保证其匀速水平旋转,不是吗?

所以,在做我给定的运动时,不必给轴一个另外的水平力矩,镜子自己就在匀速水平转动

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 [18楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2007/02/08 02:16 

试一试就知道了
你的两只手会不自觉的施加力矩.换线绳将横轴吊起来,就容易看出来了.如果没有M和a的话,系统是可以稳定的.而你所说的运动会破坏横轴随平台的匀速旋转.可以简单的解释为科氏力,上下半个镜子产生反向力形成力矩.
[楼主]  [19楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2007/02/08 09:42 

然也,只要镜面倾斜,上下所受平台Ω的向心加速度方向相反,即使没有力矩M作用,镜面也会水平
这说明,就算没有我的力矩M,倾斜的镜面由于平台的旋转,自身就存在对横轴的角加速度,从而对横轴水平方向也有影响,很复杂

但是这是以镜面已经倾斜为前提,当镜面铅直,我最初施加M的时候,此时镜子上下部分还没有离开铅直面
这个最初的角加速度应该是M/I吧?

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 [20楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2007/02/08 11:48 

瞬间加速度很复杂,很难说
假设横轴用轴承支撑,并用传感器测量非旋转力的变化.
用力偶(大小相等方向相反不共线的两个力)代替M.如果平台不转,作用在轴承上的力应该不变.如果平台转的话,力偶作用瞬间,轴承会感受到力的变化.
如果你的问题,从定轴转动考虑,公式应该是没问题的.那就与陀螺问题无关了.
从假设与陀螺无关的出发点开始,恐怕得不出正确结论.你的角加速度公式对定轴转动是没问题的,也就是只考虑一个轴上的力矩和加速度时是对的.假设与其他轴无关,讨论的就不是陀螺了.
[楼主]  [21楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2007/02/08 12:52 

不错!但是很难说也应该能说吧,矛盾已经出现,老朋友请看看问题出在哪里?

这是个正在规则进动的圆盘,某边缘质点的运动很有规律v(t)=ΩRsin(ωt),根据动力学原理求得作用于此质点的力(加速度)a(t)=2ΩωRcos(ωt)。

我们知道Ω=M/Jω,J......自转轴转动惯量=2I,I.......圆盘半径转动惯量

带入上式得a(t)=2[M/Jω]ωRcos(ωt)=2[M/2Iω]ωRcos(ωt)=[M/I]Rcos(ωt)=αr(t)

这就是圆盘以水平直径为定轴,在力矩M作用下用α=M/I通过a(t)=αr(t)导出的圆周上的县加速度分布啊

 

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[楼主]  [22楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2007/02/08 12:58 

博士家园的博士们说我是歪打正着,结果正确也不许用
歪打正着必然是某两步错了,才会出现,我错在哪里?过程都是他们帮我推的,一步都不会错,就是不许我用α=M/I
为此已经和他们闹翻了……唉

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