雪鹰J 发表于 2008-3-11 14:35

回复 360# 的帖子

呵呵,我不知道你的355楼的目的是什么

质疑我的分析?不是,你从没看过,而且我也从没说过“圆周运动的物体没向心加速度”,只不过怀疑你那能抵抗重力矩的F1F3会传到轴上

为你自己辩护?你继续说就是了,在规则进动没有“下坠”的情况下,重力矩如何“迫使”陀螺进动,说明白就行,和你的355有什么关系,你叙述你的,非要我回答355干什么?

前面很早我就说过,进动的陀螺,转子和支点之间存在圆周运动的向心加速度,这是轴向力,你是没看到,我也找不着了,这和你论述力矩“迫使”陀螺进动的细节有关系吗?

[ 本帖最后由 雪鹰J 于 2008-3-11 14:43 编辑 ]

wzy 发表于 2008-3-11 14:52

回复 358# 的帖子

在重力矩作用下陀螺不应该是进动,存在其他运动形式!!!

[ 本帖最后由 wzy 于 2008-5-16 15:58 编辑 ]

雪鹰J 发表于 2008-3-11 15:08

回复 362# 的帖子

楼主认为,重力矩作用下,只要符合一定条件,重力矩就会“迫使”陀螺做规则进动,也就是“不倒并进动”

至于过程和细节,我已经在1楼给出了定性分析,如果你要了解,那就再难啃也要啃,啃下1楼
然后指出是否有逻辑错误(这是我的目的之一)

除此之外,我不知道陀螺为什么该倒不倒,也希望有人解说明白(这是目的之二)
但是用牛二类比,我是不满意的,这等于什么也没说

wzy 发表于 2008-3-11 15:33

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什么叫该倒不倒???倒就倒不倒就不倒!!!

kxjh 发表于 2008-3-11 15:42

原帖由 雪鹰J 于 2008-3-11 15:08 发表 http://www.astronomy.com.cn/bbs/images/common/back.gif
楼主认为,重力矩作用下,只要符合一定条件,重力矩就会“迫使”陀螺做规则进动,也就是“不倒并进动”

至于过程和细节,我已经在1楼给出了定性分析,如果你要了解,那就再难啃也要啃,啃下1楼
然后指出是否有逻辑错误(这是我的目的 ...
规则进动后当然是“不倒并进动”,你说的“不倒并进动”是什么意思?

雪鹰J 发表于 2008-3-11 15:52

回复 364# 的帖子

所谓“该倒不倒”,是相对于陀螺失去平衡

你我都明白,力矩的作用是让物体转动

当陀螺没有自转并倾斜时,受重力矩作用,出现转动,绕支点向下转,很快就趴在地下

当陀螺有自转并倾斜时,受到重力矩作用,也出现转动,却不是绕支点向下而是水平转,不肯趴到地上

当然,你认为这就像“力产生加速度”、“苹果要掉下来”一样天经地义,“陀螺要进动”这太正常了,正常到问他“为什么”都是没意义的

太阳东升西落也很正常,不这样才怪了,但是仍然有极少数的人要问“他为什么如此”,当然,最初问这个问题的人一定会被认为是“疯子”

雪鹰J 发表于 2008-3-11 16:00

回复 365# 的帖子

当然就是规则进动,这没有区别。我在1楼通过质点在周期力作用下出现简谐运动,在力矩与陀螺规则进动之间架起桥梁,当然这个桥梁是否有效,不敢断言

还是希望你继续317

kxjh 发表于 2008-3-11 16:19

科氏力产生的力矩确实等于赖柴定理值的证明

http://www.astronomy.com.cn/x/attachments/2008/03/45044_200803042345411.jpg
不愿意也没时间也不太会画图,就以楼主的图为例吧。

陀螺支点为o,动系坐标系为进动轴为z轴,自转轴为x轴,另一方向为y轴。自转角速度为ω,进动角速度为Ω。
在陀螺上的点相对动系平行于xoy面的速度分量V将会导致科氏加速度a,a=2Ω*V,设动点与oz轴的夹角为θ,则V=ω*r*cosθ,有a=2Ω*ω*r*cosθ

下面推导积分公式:

陀螺上质量的微分`dm=m/{\pi R^2}rd\theta\dr`,

科氏力的力矩方向在yoz平面内,在oy轴的分量微分`dM=dm a r\cos\theta`,在oz轴的分量和为零,

则有科氏力的总力矩为$M={2m\omega\Omega}/{\pi R^2}\int_0^{2\pi}\int_0^R r^3\cos^2\theta dr d\theta$

先对dr积分得:$M={2m\omega\Omega}/{\pi R^2} 1/4 R^4 \int_0^{2\pi}\cos^2\theta d\theta$

然后先做个变换$\cos^2\theta={1+\cos2\theta}/2$,再对dθ积分得:$M={2m\omega\Omega}/{\pi R^2} 1/4 R^4 \pi$

整理得:$M=1/2 mR^2\omega\Omega$,我们知道对圆盘来说,转动惯量$I=1/2 mR^2$,代入前式得:


$M=I\omega\Omega$,证毕。


补充:记章动角为A,以上证明在计算力矩时,只要在力臂r后再乘以sinA,则dM就是有章动角时的力矩;对规则进动来说sinA是常数故对积分无影响,最后的结果是:$M=I\omega\Omega\sinA$。这就是章动角为任意值时的赖柴定理的计算式(相对于矢量表达式)。

[ 本帖最后由 kxjh 于 2008-3-12 00:03 编辑 ]

wzy 发表于 2008-3-11 16:22

回复 366# 的帖子

当陀螺有自转并倾斜时,受到重力矩作用,也出现转动,是绕支点向下转动.

[ 本帖最后由 wzy 于 2008-5-16 16:00 编辑 ]

雪鹰J 发表于 2008-3-11 17:02

回复 368# 的帖子

:victory: :victory: :victory: :victory: :victory: (为什么没有举大拇指的?)::070821_01.jpg:: ::070821_01.jpg:: ::070821_01.jpg::

什么是高手!!!!!这就是!!

赞!!!

我要保存起来

顺便问一句,你的理由从“因为力矩M水平”转移到“科氏力矩”了吗?

如果是,新的论战将拉开序幕~~~

kxjh 发表于 2008-3-11 17:07

原帖由 雪鹰J 于 2008-3-11 15:52 发表 http://www.astronomy.com.cn/bbs/images/common/back.gif
当陀螺没有自转并倾斜时,受重力矩作用,出现转动,绕支点向下转,很快就趴在地下

当陀螺有自转并倾斜时,受到重力矩作用,也出现转动,却不是绕支点向下而是水平转,不肯趴到地上
你觉得第一行现象很正常,对第二行(红色部分)却百思不得其解吧?!那我就给你讲讲为什么

当陀螺的轴的一端释放后,它并不马上进动,而是在重力矩的作用下稍稍下倾,一旦发生下倾运动(也就是按右手定则方向指向进动方向的绕支点转动),就马上产生方向竖直向上的力矩M(赖柴定理,其实质是科氏力产生的力矩,请看我在368楼的证明),使陀螺产生绕竖直轴的进动,此进动又产生与重力矩方向相反的力矩N(原理同M),M、N分别与下倾角速度和进动角速度成正比。
开始时,下倾角速度较小,M也小,则进动角速度就小,重力矩大于N,使下倾运动加速。下倾运动加速后M增大,使进动加速,N增大,使N渐渐大于重力矩,陀螺开始上升,同时产生方向竖直向下的力矩使进动减速。如此往返,陀螺就一边进动,一边周期性的上下章动。章动逐渐衰减后,陀螺就强迫规则进动起来。

雪鹰J 发表于 2008-3-11 17:12

原帖由 wzy 于 2008-3-11 16:22 发表 http://www.astronomy.com.cn/bbs/images/common/back.gif
366号帖中“当陀螺有自转并倾斜时,受到重力矩作用,也出现转动,却不是绕支点向下而是水平转,不肯趴到地上”
以上楼主的观点有问题。
当陀螺有自转并倾斜时,受到重力矩作用,也出现转动,是绕支点向下转动(楼主请注意)。
陀螺的进动现象实质是自转和绕支点转动两种转动的合成,才开始表现为进动,开始进动后就产生了第三个角动量(进动角动量)。自转角动量、重力矩作用产生的角动量再加上进动转动的角动量,三者的合成产生了最终的完整进动现象。而不是说自转陀螺受重力矩就生硬的进动!!! ...

我也没说力矩一上来,立刻就规则进动,需要一个章动过程,这我从没有反对

我的蓝字是说,就算是这个陀螺,已经在规则进动不知道多长时间了,他也是失去平衡而不倒,就其不平衡来说,任何时刻,他都应该立即趴下,而不是去进动
http://www.astronomy.com.cn/x/attachments/2008/03/45044_200803042327171.jpg

kxjh 发表于 2008-3-11 17:20

原帖由 雪鹰J 于 2008-3-11 17:02 发表 http://www.astronomy.com.cn/bbs/images/common/back.gif
顺便问一句,你的理由从“因为力矩M水平”转移到“科氏力矩”了吗?
你学过理论力学,应该明白这是从动系(科氏力矩)和静系(dL/dt=M)两个不同的角度来分析和解释,不存在转移不转移的问题。

雪鹰J 发表于 2008-3-11 17:20

回复 371# 的帖子

果然是~~~

准备应战吧

斑竹还在看吗?看1楼写在前面的话,我又要为维护牛一而战了::070821_05.jpg::

雪鹰J 发表于 2008-3-11 17:24

回复 373# 的帖子

严格地说,你的这个解释比那个什么“力矩方向水平”强多了,这也是我多次提到的南京大学潘根教授、浙江大学力学系应教授、K12论坛天涯等等高手对“陀螺为什么不倒”的解释

唉……我和这个思想斗争很久了,现在是不分胜负~~~

wzy 发表于 2008-3-11 17:36

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章动一定会逐渐衰减吗???会不会一直保持稳定的章动如果条件允许的话!

wzy 发表于 2008-3-11 17:39

kxjh分析的透彻!!!!!!!!

kxjh 发表于 2008-3-11 17:58

原帖由 wzy 于 2008-3-11 17:36 发表 http://www.astronomy.com.cn/bbs/images/common/back.gif
章动一定会逐渐衰减吗???会不会一直保持稳定的章动如果条件允许的话!
理想状态下(无摩擦无阻尼)会有稳定的章动,实际情况下不大可能。

wzy 发表于 2008-3-11 18:12

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合成后的角动量大小为什么不变???

愚石 发表于 2008-3-11 18:39

原帖由 kxjh 于 2008-3-11 16:19 发表 http://www.astronomy.com.cn/bbs/images/common/back.gif
科氏力产生的力矩确实等于赖柴定理值的证明


你用科氏力的方法,我用质点受力分析,都得到了赖柴定理的结果。可是楼主总是不信。非要怀疑推翻赖柴定理。

他不相信你的计算,但是不找出里边的错误,而是让你做出让他能理解的解释。可是你说了他又理解不了。

这就没有办法讨论了。
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查看完整版本: 陀螺现象探源……质点的圆周运动+简谐运动