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上一主题:水星受到涡旋力作用轨道进动.[牛... 下一主题:吴水清:我期待每一位朋友的成功!...
一个问题,某些加速度是否可测?欢迎讨论
[楼主] 作者:jiuguang  发表时间:2007/03/22 14:41
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 [2楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2007/03/22 17:11 

可以测量地球轨道的加速度.我们可以举一个中学物理习题:一辆火车内挂一个小球,当火车拐弯的时候,小球偏离竖直线.
可以测量地球轨道的加速度.我们可以举一个中学物理习题:一辆火车内挂一个小球,当火车拐弯的时候,小球偏离竖直线.这个就是测量火车向心加速度的装置.

难道在地球上也挂一个小球? 挂在哪里? 是的,这就是傅科摆. 这个我就不展开了.

不过,很遗憾.地球轨道加速度原则可测,但实际因为太小,测不到. 傅科摆测到的实际上是地球自转的向心加速度,而不是地球轨道加速度. 地球轨道加速度被地球自转加速度掩盖掉了.
 [3楼]  作者:hudemi  发表时间: 2007/03/22 18:06 

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[楼主]  [4楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2007/03/22 22:55 

理由不充分
火车上挂个小球,不是测量加速度的唯一方法.
测加速度的精密仪器用的未必是这种方法.
如果可测,只是仪器的精度没有那么高.意味着可以找到精度更高的仪器或方法,来测这一加速度.首先还是请将可测的理由,即方法介绍一下.测火车加速度的方法,对测量地球的轨道运动的向心加速度理论上未必适用.
[楼主]  [5楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2007/03/22 23:52 

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 [6楼]  作者:yanghx  发表时间: 2007/03/23 00:20 

这个问题我说过好几次了呀,
这就是要测量太阳的万有引力加速度,无法用“惯性加速度计”测量,
因为加速度也有相对性,而万有引力产生的加速度对任何物体都是相同的,
所以无法用“惯性块”压缩弹簧变形---指示加速度的大小,

现在测量重力加速度的方法还是沿用加利略的老方法---时间位置法,
只不过时间和位置的测量精确了许多而已,

按说如果激光陀螺可以测量地球自转,那么也应该可以测量地球的公转,
不过至少有两个问题:
1、地球周围可能有自己的以太分布规律,这可能会影响测量的结果,
2、如果用太阳卫星摆脱地球以太的影响(这就比较麻烦了?),
可能需要严格控制卫星使得陀螺旋转平面内垂直于太阳轴心的直线始终保持垂直于太轴,

另外在太阳卫星上也应该可以用“时间位置法”(自由落体)测量出该处的太阳重力加速度,



 [7楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2007/03/23 00:31 

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[楼主]  [8楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2007/03/23 00:54 

以前没注意有关讨论
引力与惯性力好像不能完全平衡,因此才有潮汐(假设没有月球,潮汐恐怕也不会完全消失).
精密重力仪据说可以测到R升高几米(上一层楼的重力变化),不知能否测到24小时的重力变化.正午与子夜的重力差(如果存在的话)应该与地球轨道向心加速度有关.
 [9楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2007/03/23 00:59 

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[楼主]  [10楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2007/03/23 01:00 

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[楼主]  [11楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2007/03/23 01:04 

请说明一下如何测?
假设我们在类似彗星的椭圆轨道上,如何测现在轨道的曲直?
 [12楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2007/03/23 01:06 

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 [13楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2007/03/23 01:22 

将光纤砣螺仪按其轨道方向固定平置应该没问题吧?砣螺就自然沿其轨道旋转,再根据其Sagnac效应产生的干涉条纹量计算出其旋转速率
    不过要测其椭圆轨道的扁率状态,还需再在其轨道径向方向上置入一个,以确定其径向加速度的多少,并配备专用计算机积分计算。

※※※※※※
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
 [14楼]  作者:wxlxa  发表时间: 2007/03/23 09:08 

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[楼主]  [15楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2007/03/23 10:03 

请介绍一下应该如何"将光纤砣螺仪按其轨道方向固定平置"
也许有这种可能,但困难很大.请介绍一下你想到的方法.
 [16楼]  作者:欧阳飞  发表时间: 2007/03/23 10:09 

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[楼主]  [17楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2007/03/23 10:13 

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[楼主]  [18楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2007/03/23 10:18 

做到这一点不难,但是否考虑过此时的轨道离心力与太阳引力可能会相互抵消,导致什么都测不到?
一个问题,某些加速度是否可测?欢迎讨论
[楼主]  [19楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2007/03/23 10:50 

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 [20楼]  作者:yanghx  发表时间: 2007/03/23 12:40 

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 [21楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2007/03/23 13:04 

单单从数学表述看,傅科摆也相当于是陀螺仪。
一个问题,某些加速度是否可测?欢迎讨论
 [22楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2007/03/23 13:14 

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 [23楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2007/03/23 13:18 

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 [24楼]  作者:wxlxa  发表时间: 2007/03/23 13:27 

是抵消了。jqsphy]先生,你怎么看?
一个问题,某些加速度是否可测?欢迎讨论
 [25楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2007/03/23 14:20 

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 [26楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2007/03/23 19:21 

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 [27楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2007/03/23 19:24 

可把傅科摆称之为“力学陀螺仪”,而光纤陀螺仪称之为“几何陀螺仪”


※※※※※※
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
 [28楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2007/03/23 19:26 

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 [29楼]  作者:hudemi  发表时间: 2007/03/23 19:33 

再次详细贴出“同背景系”概念,请建其看看与你所说英文概念有何异同。

2.同背景系

设想有一种力能够同时作用于物体系统内所有的物体上,而且力的大小与被作用物体的质量成正比。这样,系统内所有物体将具有完全相同的加速度。引力就具有这样的特性,它能均匀地作用于每一物体的每一个质量点上,力的大小与物体的质量成正比。引力场中的物体,若没有受到其它外力作用,在局部范围内,所有物体都具有完全相同的加速度,物体之间都处于相对静止或匀速直线运动之中,就象都没有受到任何外力作用一样。爱因斯坦曾列举的在引力场中作自由降落的升降机就是这样一个系统。当时,爱因斯坦曾大加论证,系统内的观察者会认为惯性定律仍然成立。有关这一点,爱因斯坦没有错。在这样的系统内,不仅惯性定律,包括牛顿第二定律在内的其它物理定律也同样有效。但是,整个系统明明处在加速运动之中,为什么物理定律在其中仍然有效呢?原因在于观察者和被观察对象具有相同的加速度,或者说它们有共同的“背景加速度”。

我们知道,如果观察者和被观察对象都没有受到外力的作用,它们的速度都不会变化,两者之间的相对速度恒定不变,惯性定律成立;如果两者同时处于引力场中,受引力的作用,两者将具有相同的加速度。从系统外(惯性系)观察,两者的速度在不断变化,但由于它们具有相同的加速度,其速度差值则始终保持不变。因此,在系统内的观察者看来,物体(被观察对象)仍然处于静止或匀速直线运动状态之中,引力对物体速度的影响(加速度)因观察者自身具有同样的加速度被“滤掉”了,物体就象没有受到任何力的作用一样。此时,惯性定律仍然成立。再往下设想,如果在这样的系统中,被观察对象突然受到其它力的作用,则该物体必定要作加速运动。但由于引力引起的加速度已被观察者具有的加速度抵消掉了,故观察者眼中物体的加速度完全是由“其它力”引起的,且满足F=Ma的关系。在这样的系统中,牛顿第二定律仍然成立。

总之,只要观察者和被观察对象具有相同的“背景加速度”,在撇开“背景力”的情况下,在系统内直接应用物理定律,也能得到正确结果,就象在惯性系中使用物理定律一样。如果给这样的参考系命名,可叫“同背景参考系”,简称“同背景系”。因此,物理定律的适用范围不仅仅是惯性系,还有“同背景系”。

其实,“同背景系”的应用范围十分广泛。在引力场中自由降落的物体系统以及依靠引力围绕星体转动的物体系统如人造卫星等都可以看作是“同背景系”,而地球本身也就是一个在太阳引力场中运动的“同背景系”。地球周围所有物体都有相同的环绕太阳运动的加速度。因此,地球上的人们在地面上可直接应用物理定律,一点也不用担心地球的公转加速度会对实际结果带来什么影响(但地球自转的影响要分两种情况。如果观察者和物体同处在地面,地球自转给两者带来的加速度相同,此时仍可直接应用物理定律。但如果两者有一个离开地面,就必须考虑地球自转带来的影响,除非要研究的问题精度要求不高)。不仅如此,在某些场合下应用“同背景系”还可使计算过程得到简化,其实用性甚至比惯性系还要强。因为在实际中,观察者往往并不处在惯性系中,而是处在非惯性系(包括“同背景系”)中,人们关心的是物体相对于观察者自身的运动规律,而不是相对于某个给定惯性系的规律。在某些情况下,物体运动相对于观察者可能具有简单的形式,而相对另外的惯性系,反倒更复杂。例如在自由降落的升降机中,机内观察者观察机内物体的运动,形式很简单,若从地球参考系思考或计算反倒更复杂。此时,应用“同背景系”的概念进行计算,就简单得多。

对“同背景系”,中国学者程稳平先生曾作过深入分析、研究,并在《在实践中探索》一书中提出过很好见解。笔者和程先生的观点有许多相通之处。不同的是,先生把这种参考系与人们常说的惯性系一并称为惯性系,其理由是惯性定律在其中成立。但笔者觉得,这种参考系不宜再称为惯性系。一方面,它与惯性系的本来含义不符。所谓惯性系应是保持惯性运动的参考系。而“同背景系”不是;另一方面,两者的适用范围不同。真正的惯性系适用范围足够广。而引力场中的“同背景系”只在小范围内适用,范围一大,系统内各处的引力场强不再相同,“同背景系”就不再成立。例如,在升降机这种小范围内,“同背景系”可以当作惯性系使用,但如果把“同背景系”当作惯性系应用到升降机外的物理对象,则必然会得出错误结论。另外,如果把“同背景系”归入惯性系的范畴,势必会破坏相对性原理。关于这一点,我们在第二章已有论述,这里不再赘述。

对物理学来说,惯性系的概念是必不可少的。“同背景系”则不同,它只是一种实用参考系。虽然在某些情况下与实际情况更接近,应用起来更方便,但它并不是物理学所必需的物理概念。没有“同背景系”的概念,人们借助惯性系同样能解决物理学问题。

 [30楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2007/03/23 19:34 

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