地球的轨道速度,在地球上无法直接测量.这使很多人感到困扰.
而一般情况下,加速度的测量是比较容易的.但地球轨道运动的加速度(如向心加速度)是否可测?这样的问题有人论述过吗? 希望知道的人不吝赐教. 不清楚者,也欢迎讨论,望各抒己见. |
地球的轨道速度,在地球上无法直接测量.这使很多人感到困扰.
而一般情况下,加速度的测量是比较容易的.但地球轨道运动的加速度(如向心加速度)是否可测?这样的问题有人论述过吗? 希望知道的人不吝赐教. 不清楚者,也欢迎讨论,望各抒己见. |
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. |
地球的自转加速度可测,公转加速度不可测! 正如沈建其说的,傅科摆就可以用来测量地球的自转加速度。 但地球的公转加速度是不可以直接测量的,并不是沈建其所说的因为它小,被地球自转加速度掩盖了。这虽然是个原因,但不是主要原因,即使地球的公转加速度比自转加速度还大一个数量级,也不可测。个中原因,与等效原理相似。由于地球的公转向心力是由太阳引力提供的,引力能作用于每一质量点上,包括同时作用于观察者和被观察对象,这就造成这种力带来的加速度效应观察者不可能直接测量到,对于这种情况,我在书上将其定义为“同背景系”,有详细论述。
黄德民 |
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. |
有一定道理.似乎讲的还不是很全面.是否见过更全面的论述 我想论述潮汐的的时候是要考虑类似问题的. 从整体来看,太阳的引力与地球的离心力是平衡的(也不完全平衡,因此轨道为椭圆).将地球看作球体,则具太阳越近,引力越大,而离心力越小.由此产生的很小的差别,大概就是产生潮汐的原动力吧(我的记忆也不是很准确)?但是否能测到轨道加速度?理论上是否有可能测到?还没有见到很严格的分析.为此,还请帮忙. |
这个问题我说过好几次了呀, 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, 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, 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, |
太阳的引力与地球的惯性力(以区别于离心力)是完全平衡的,而自转则受地面支撑不平衡,所以后者可测前者不能直接测 ※※※※※※ 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 |
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. |
由于地球轨道运动完全处于力学平衡状态,所以你无法用力学方法测量地球的轨道加速度,但用光纤砣螺仪的空间几何学方法却可测! 因为空间的平直性是绝对的,而光纤砣螺仪已经达到能够测出近万年转一圈的空间曲线弧度的精度水平(绝对时空论的有力证明),这根本不需要用力学方法,所以在处完全的力学平衡的地球轨道上,只有光纤砣螺仪能测其轨道速度的微小变化,其他方法则无能为力。 ※※※※※※ 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 |
好像不是完全平衡,因此有太阳的引潮力,当然与轨道向心加速度间的关系过于复杂了.是否还有其他现象与这种加速度有关? 好像不是完全平衡,因此有太阳的引潮力,当然与轨道向心加速度间的关系过于复杂了.是否还有其他现象与这种加速度有关? |
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? |
你这是指地面引力与惯性力不平衡问题,但转到作为地球轨道质点问题,则完全把这些已知的力学因素排除再转入非力学问题 ※※※※※※ 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 |
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 |
使悬挂小球的线垂直于地球公转平面。 一个问题,某些加速度是否可测?欢迎讨论 |
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. |
回复有道理 黄德民所讲说的情况在理想状态时即把地球看着一个质点时是非常正确的,但地球是一个比较大的刚体,它不完全符合万有引力的距离&速度关系,因此从一个特殊的异常关系,理论上是可以测地球绕太阳公转的加速度的,至少是可以测到部分的加速度。不过这个测量装置从技术上实现是非常难和苛刻的,并且在地球和太阳的方向上的尺寸尽量大,而且还要剔除地球自转的影响。 |
应该先考虑不平衡,由此可能产生可测的效果.用其他方法能测,也应该很好的考虑. 我希望能用所有可能的方法,来检验某些加速度的可测性. |
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 |
春分(或秋分),在赤道垂一铅垂线.是否可能在早晚6点的铅垂线间出现夹角? 春分(或秋分),在赤道垂一铅垂线,固定上端.是否可能在早晚6点(满足你的条件)下端各指向不同的点,即早6点的铅垂线与晚6点的铅垂线之间出现夹角? |
一些参考资料 只能先提供一些相关的参考资料: 《用Accelerex振梁加速度计技术作精确重力测量》中说: 《一种原子水平的重力仪》中说: 在实验过程中,为了对比,安排了一台绝对重力仪(FG-5型,Micro-G Solution公司) 另外,“在发生日全食前后,地球上的重力仪数据会出现突然的降低。”(所谓重力低谷问题)
|
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 |
同意这么说。按照等效原理,引力提供向心力,地球处于“comoving”坐标系,所以没有力效应显示。
在小的局部区域,引力与惯性力不可分离,如果两者抵消,更是无法测量。但是在大的区域,引力与惯性力可以区分。如果把傅科摆挂在太阳系尺度的空间上,也许可以(只能在理论上谈谈而已)。 |
黄的定义“同背景系”,在英文中的确有对应,就是“comoving”坐标。 一个问题,某些加速度是否可测?欢迎讨论 |
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 |
质点物体的轨道加速度测量不到。大的物体的引潮力可以测到。 一个问题,某些加速度是否可测?欢迎讨论 |
如果现在连这“彗星”的运动方向也不知,我就用三个相互垂直的砣螺仪确定其轨道平面(将其中的一个调整到Sagnac效应的零干涉位置) ※※※※※※ 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 |
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 |
你还不知道光纤陀螺仪原理,可参看相关帖子了解一下 ※※※※※※ 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 |
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 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。 |
先用力学方法测出其“不平衡”的加速度分布状态,再将光纤砣螺仪获得的整体加速度分布减去其力学加速度,剩下的就是轨道加速度 ※※※※※※ 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 |