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陀螺现象探源……质点的圆周运动+简谐运动

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511103023 发表于 2008-3-23 13:39 | 显示全部楼层 来自: 中国–黑龙江–哈尔滨–道外区 电信/花季网吧
原帖由 wzy 于 2008-3-23 13:32 发表
楼上:为什么不适合陀螺啊???要是不适合陀螺的话,我们在学习这个公式的时候,书上应该会注明此公式不适合陀螺运动的啊!!!

因为我在陀螺上找不到什么地方用这个公式,只是我认为
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511103023 发表于 2008-3-23 13:42 | 显示全部楼层 来自: 中国–黑龙江–哈尔滨–道外区 电信/花季网吧
dL为角动量的增加值,角动量的增加值怎么会跟M方向相同?怎么会跟L方向垂直?
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511103023 发表于 2008-3-23 13:55 | 显示全部楼层 来自: 中国–黑龙江–哈尔滨–道外区 电信/花季网吧
719演示图形中那个人的解释是错误的,他在应用 dL=Mdt  时张冠李戴了,如果L是角动量,那么M必须是相对于自转轴的力矩,而不能是相对于支点的力矩,

[ 本帖最后由 511103023 于 2008-3-23 14:01 编辑 ]
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511103023 发表于 2008-3-23 14:18 | 显示全部楼层 来自: 中国–黑龙江–哈尔滨–道外区 电信/花季网吧
当提到M这个字母的时候,那么重力G就不能与自转轴重合,如果与自转轴重合,那么M就=0 ,但是看看这个陀螺,偏偏是自转轴与重力G重合的东西,所以在陀螺体系中,重力相对于自转轴的力矩始终为0,dL=Mdt 也就没任何意义
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 楼主| 雪鹰J 发表于 2008-3-23 18:04 | 显示全部楼层 来自: 中国–北京–北京–房山区 联通
原帖由 雪鹰J 于 2008-3-10 11:33 发表
286楼

认真总结一下~~



和你们这些头脑机敏的正规军作战,真是要步步小心

雪鹰:

smile123网友显然是指dL/dt=M了

因为:力矩M方向水平
所以:陀螺水平进动(不倒)

是这样吧?很简洁


smile123:这不是简洁, 这是清晰.

尽管smile123失去了兴趣,但是这个“理由”他还是认可的

但是很显然,陀螺并不是总是水平进动,这才引出自转角速度低于临界值时的“非规则进动”,一面进动,一面倒下,对此,smile123网友如下表述

smile123:
"力矩过大或者自转速度不足,都不能形成规则进动"
这话是你朴素的想象. 如果力矩时时刻刻垂直于角动量方向, 理想系统(无耗散/严格刚体)就是完美进动. 这个你接受不了, 是因为现实生活中无法想象这样的理想系统. 一个转的很慢的东西, 被一个时时刻刻垂直于它角动量方向的大力矩作用, 它的进动角速度比它自转的角速度要大得多, 的确没法想象.


对此,你也是支持的

kxjh:
在无阻尼条件下,“规则进动”没有最小自转角速度的临界值。但是如果自转角速度<<进动角速度,这是一种不平衡状态,用简单的动量矩合成,进动动量矩(方向垂直)很大而自转动量矩很小(方向与自转轴平行)一合成,结果是总角动量方向靠近垂直方向,这说明什么哪?陀螺会自己立起来!变成自转角速度>>进动角速度的“规则进动”。


所以我才贴出221楼,证明即使在“无阻尼条件下”,定点运动刚体也不可能总是遵守dL的方向,这说明,陀螺的实际运动与总角动量的变化量dL的方向没有关系,因为dL的方向无论如何也是水平的,而陀螺轴端也许水平运动,也许向斜下方运动,所以陀螺的运动方向不是dL或M决定的

这就否定了“因为力矩M(或角动量增量dL)方向水平,所以陀螺水平进动而不倒”这个解释

那就是说,dL/dt=M,甚至连规则进动都不能解释,陀螺如何运动,根本就不是角动量定理能够解释的

现在,你再次重申

kxjh:
再次重申陀螺进动的理由不是“力矩M方向水平”,而是“因为:陀螺受到的力矩与其自转角速度相垂直,故这个力矩只会改变自转角速度的方向而不会改变其大小,而且其方向只能向与其垂直的方向改变”

这说明你不同意“因为力矩M(或角动量增量dL)方向水平,所以陀螺水平进动”的解释
为我前面理解错了你的观点而致歉,我以为你一直在坚持~~)


那么我们就需要为陀螺的运动重新寻找“理由”

陀螺受到的力矩与其自转角速度相垂直,故这个力矩只会改变自转角速度的方向而不会改变其大小,而且其方向只能向与其垂直的方向改变

光说力矩不会改变角速度大小而只改变方向不行,这是大家都看到的事实,力矩作用下,陀螺自转速度的确没有变化,而且正在水平或不水平进动,现实就是不改变大小而只改变了方向

这个事实不需要强调,现在是要找出“理由”,为什么会这样

对此,你说“(力矩的方向)人为怎么规定这是次要的,重要的是重力矩方向时时刻刻与自转方向垂直!垂直就不会在这个方向有投影,就不会影响这个方向的所有矢量(包括动量矩、角速度等)

可以以各种法则人为规定的一个像赝品一样的实际不存在的数学叉积叉出来的“伪矢量”力矩M,它的投影将影响陀螺运动,就是陀螺如此运动的“理由”?...

293
kxjh:
我没有不同意“因为力矩M(或角动量增量dL)方向水平,所以陀螺水平进动”的解释,而且是支持的。只所以不这么说,是怕你走入似乎是由于人为规定的“右手定则”导致陀螺水平进动的误区。所以才不厌其烦的强调“垂直”这个概念,和人为规定没有关系,不信你换成“左手定则”或其它任何定则试试,结果都是一样的


从此开始,我们两个就你“支持”的这个理由再次交涉,我一直在追问你这个理由是否成立,直到623你明确表态“不能由重力矩的水平就导出陀螺如何运动,所以你一直追问的问题本身没有答案而不是我一直不回答

我以为到此我们终于取得了共识,并表示这是目前本贴取得的唯一进展,如果你早就不承认这个“理由”了,我追问你干什么?由于你一直不正面回答,所以我认为你一直在坚持。明眼人一看便知,他会看出什么?

当然,讨论的过程太长也很混乱,我不能保证完全准确,如果有误解,还请包涵

原帖由 kxjh 于 2008-3-23 12:10 发表

我什么时候说过这由因果关系?
我见过固执的,没见过象你这样固执的!明明这是你脑子里的因果关系却非要按到别人身上!


既然如此,那么我的追问都是多余的,本回合正式结束,以我们都认可的“不能由重力矩的水平就导出陀螺如何运动”,因此“因为力矩M(或角动量增量dL)方向水平,所以陀螺水平进动”不成立而告终。

尽管我们的认识相同,但是还有很多人没明白过来,比如719的讲解员

我认为,值得庆贺,即使也许是我自己和自己打了一架,哈哈哈
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 楼主| 雪鹰J 发表于 2008-3-23 18:09 | 显示全部楼层 来自: 中国–北京–北京–房山区 联通
原帖由 511103023 于 2008-3-23 13:55 发表
719演示图形中那个人的解释是错误的,他在应用 dL=Mdt  时张冠李戴了,如果L是角动量,那么M必须是相对于自转轴的力矩,而不能是相对于支点的力矩,


你又冒进了,角动量定理dL/dt=M也分几个,你说的是定轴转动,解说员说的是定点转动,尽管他是在糊弄广大的大学生,包括你、wzy、007等等
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511103023 发表于 2008-3-23 20:46 | 显示全部楼层 来自: 中国–黑龙江–哈尔滨 联通
原帖由 雪鹰J 于 2008-3-23 18:09 发表


你又冒进了,角动量定理dL/dt=M也分几个,你说的是定轴转动,解说员说的是定点转动,尽管他是在糊弄广大的大学生,包括你、wzy、007等等

我的脑袋清醒的很,解说员的那个公式 dL=Mdt  根本就没任何道理,他要么就是把L弄混了,要么就是把M弄混了,如果L是自转角动量,那么正确公式里的M只能是定轴的,如果M是定点的,那么L只能是进动角动量。然而他却把L当成了自转角动量,把M当成了定点力矩。所以我说他张冠李戴了。他解释那个道理根本就不是角动量定理

[ 本帖最后由 511103023 于 2008-3-23 20:47 编辑 ]
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511103023 发表于 2008-3-23 21:01 | 显示全部楼层 来自: 中国–黑龙江–哈尔滨 联通
这个我又想了2小时,我认为这个可以用角动量守恒来解释

陀螺逆时针自转

假设地平面上的陀螺章角为Θ,自转角动量L就有两个方向分量:竖直方向和水平方向。因为重力作用在自转轴上,所以对自转角动量L影响很小,近似角动量守恒,在微小时间t内,L方向向下偏移(Θ变大),根据角动量守恒定律,整个系统只有 “增加竖直方向的分量,减小水平方向的分量”来保证L方向不变,而增加竖直方向分量的方法只有逆时针公转,减小水平方向分量的方法只有减小自转速度,所以陀螺进动了。

角动量也很“固执”,它固执的特性只是牛一推导出来的一个高级的“惯性”

[ 本帖最后由 511103023 于 2008-3-23 21:06 编辑 ]
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michaelfans 发表于 2008-3-23 21:23 | 显示全部楼层 来自: 中国–吉林–通化 联通
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511103023 发表于 2008-3-23 22:27 | 显示全部楼层 来自: 中国–黑龙江–哈尔滨 联通
我越看越觉得角动量守恒越合适,
把那些力矩和角动量定理之类的都拿走吧,不要再把“自转角动量L”和“重力定点力矩M”往一块凑合了,他俩根本不配套,角动量定理不是那样子的,配套的是两种:自转角动量L---重力定轴力矩M(陀螺中M=0),另一种:进动角动量L---重力定点力矩M(M不为0,但是开始陀螺还没进动呢,哪里来的进动角动量?)
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kxjh 发表于 2008-3-23 23:31 | 显示全部楼层 来自: 中国–河北–石家庄 联通

回复 751# 的帖子

恭喜你快搞明白了!
他的那个解释是以自转角动量>>进动角动量为前提的。
在这个前提下,自转角动量就约等于总角动量,自转角动量的变化就约等于总角动量的变化。dL说的是陀螺总角动量的变化而不是进动角动量或自转角动量的变化。
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kxjh 发表于 2008-3-23 23:47 | 显示全部楼层 来自: 中国–河北–石家庄 联通

回复 746# 的帖子

好了说这些没有的纯粹是浪费时间!
我的所有回复(包括科氏力矩)你认为有什么不妥,尽可以质疑,这我是非常欢迎的!
但不要用把质量妖魔化的手法。顺便说一句:如果质量为不可知,牛二定理也为不可知,那你口口声声要为牛二定理而战还有什么意义?
如果你看不懂,最好去看书,因为我认为说得已经是在我能力范围内最浅显的了。
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 楼主| 雪鹰J 发表于 2008-3-24 08:50 | 显示全部楼层 来自: 中国–北京–北京–房山区 联通

回复 753# 的帖子

没有吗?
你不说“我没有不同意‘因为力矩M(或角动量增量dL)方向水平,所以陀螺水平进动’的解释,而且是支持的”,怎么会有后面的这些内容?

我并没有妖魔化“质量”,以教科书为准,承认重力,已经表明承认“质量”,当然也就不管他是什么,讨论他毫无意义

现在的问题,你认为自转角动量的垂直分量变化,将导致整体水平转动(也就是进动),自转角动量的水平分量变化将导致什么?

你是只管垂直分量不管水平分量,还是认为水平分量不存在?
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 楼主| 雪鹰J 发表于 2008-3-24 08:56 | 显示全部楼层 来自: 中国–北京–北京–房山区 联通

回复 750# 的帖子

欢迎高一的同学,这些知识你们还没学到,即使以后学到也要相信教科书,注意分辨
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 楼主| 雪鹰J 发表于 2008-3-24 09:04 | 显示全部楼层 来自: 中国–北京–北京–房山区 联通
原帖由 511103023 于 2008-3-23 21:01 发表
这个我又想了2小时,我认为这个可以用角动量守恒来解释

陀螺逆时针自转

假设地平面上的陀螺章角为Θ,自转角动量L就有两个方向分量:竖直方向和水平方向。因为重力作用在自转轴上,所以对自转角动量L影响很小,近似角动量守恒,在微小时间t内,L方向向下偏移(Θ变大),根据角动量守恒定律,整个系统只有 “增加竖直方向的分量,减小水平方向的分量”来保证L方向不变,而增加竖直方向分量的方法只有逆时针公转,减小水平方向分量的方法只有减小自转速度,所以陀螺进动了。

角动量也很“固执”,它固执的特性只是牛一推导出来的一个高级的“惯性”...


你是真下功夫了!

红字还是不对,自转角速度不会变化

再说,凭什么不是垂直分量变化影响自转?
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kxjh 发表于 2008-3-24 09:36 | 显示全部楼层 来自: 中国–河北–石家庄 联通
原帖由 雪鹰J 于 2008-3-24 08:50 发表
我并没有妖魔化“质量”,以教科书为准,承认重力,已经表明承认“质量”,当然也就不管他是什么,讨论他毫无意义

707楼你提出“科氏力就是惯性力,他的起源,就如引力一样,为不可知,人们知道有,为什么有,在现阶段那是哲学而不是物理问题”,732楼你解释为“这里的“哥氏惯性力”就是我们所说的“科氏力”,怎么不是“惯性力”?
我说它为“不可知”,是指“惯性”的起源“不可知”,说到它的起源,必须涉及“质量”,“质量”是什么?谁能说清楚?”。
这不就是由质量不可知导出惯性不可知,那整个力学不就是不可知了吗?

原帖由 雪鹰J 于 2008-3-24 08:50 发表
现在的问题,你认为自转角动量的垂直分量变化,将导致整体水平转动(也就是进动),自转角动量的水平分量变化将导致什么?
你是只管垂直分量不管水平分量,还是认为水平分量不存在?

在静系中有且只有Z轴(垂直轴)时刻与重力矩垂直,所以其上的陀螺总角动量分量是守恒的。
X、Y轴的总角动量分量是变化的(包括规则进动)而不是不存在。
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 楼主| 雪鹰J 发表于 2008-3-24 10:05 | 显示全部楼层 来自: 中国–北京–北京–房山区 联通
原帖由 kxjh 于 2008-3-24 09:36 发表

707楼你提出“科氏力就是惯性力,他的起源,就如引力一样,为不可知,人们知道有,为什么有,在现阶段那是哲学而不是物理问题”,732楼你解释为“这里的“哥氏惯性力”就是我们所说的“科氏力”,怎么不是“惯性力”?
我说它为“不可知”,是指“惯性”的起源“不可知”,说到它的起源,必须涉及“质量”,“质量”是什么?谁能说清楚?”。
这不就是由质量不可知导出惯性不可知,那整个力学不就是不可知了吗?


任何学说都是建立在公理的基础之上,而公理是无需证明或者不证自明的,它来源于对事实的观察,必须允许它和事实循环论证。也就是你左手一个苹果,有手一个苹果,放在一起就是两个苹果,这与1+1=2等价,可相互推理。至于“为什么”会如此,这个问题是没有意义的,也可以说是“不可知”的,这就是公理
原帖由 kxjh 于 2008-3-24 09:36 发表

在静系中有且只有Z轴(垂直轴)时刻与重力矩垂直,所以其上的陀螺总角动量分量是守恒的。
X、Y轴的总角动量分量是变化的(包括规则进动)而不是不存在。...


X轴可认为是自转轴的水平投影,随自转轴变化,它也与重力矩时刻垂直

无论在静系还是动系,你应该承认随着陀螺倾斜,出现了垂直分量的变化dLz,但是同时也出现了水平分量的变化dLx,这是由于自转轴(角动量)倾斜引起的,不是别的原因

垂直轴分量要守恒(产生进动),水平轴分量就可以不守恒?理由是什么


                               
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kxjh 发表于 2008-3-24 10:32 | 显示全部楼层 来自: 中国–河北–石家庄 联通
原帖由 雪鹰J 于 2008-3-24 10:05 发表
可以说是“不可知”的,这就是公理

公理为不可知就可以推出科氏力不可知,你狡辩的功夫还真是一流的!那你怎么不说牛二定律为不可知,离心力也是惯性力怎么不说离心力为不可知?显然你根本就不明白科氏力,就说其为不可知。


原帖由 雪鹰J 于 2008-3-24 10:05 发表
垂直轴分量要守恒(产生进动),水平轴分量就可以不守恒?理由是什么

看清楚了,我是在静系中分析的!X轴是不动的而陀螺是要进动的,X轴上的分量会守恒吗?怎么连静系和动系也分不清了。
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 楼主| 雪鹰J 发表于 2008-3-24 10:44 | 显示全部楼层 来自: 中国–北京–北京–房山区 联通

回复 759# 的帖子

你在什么系中分析都无所谓,自转角动量的水平分量变了,你不管吗?
就算你不管,这个思路也已经被我证死多次了,暂且不再追究水平分量

现在说在规则进动中,总角动量Z轴分量守恒,陀螺持续进动下去,重力矩M还有用吗?

如果说没用,你肯定不干,事实也离不开它

那就是有用,那么重力矩起到什么作用?

[ 本帖最后由 雪鹰J 于 2008-3-24 10:56 编辑 ]
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愚石 发表于 2008-3-24 10:45 | 显示全部楼层 来自: 中国–河北–石家庄 联通
原帖由 kxjh 于 2008-3-24 10:32 发表

看清楚了,我是在静系中分析的!X轴是不动的而陀螺是要进动的,X轴上的分量会守恒吗?怎么连静系和动系也分不清了。


这样说,可能更清楚些:
在静系中,因为力矩M时时刻刻垂直于Z轴,所以动量矩在Z轴上守恒。而力矩M并非总是垂直于X 轴,所以动量矩在X轴的分量不守恒。
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