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雪映刀锋寒 于 2006-12-06 09:51 在大作中提到:[/td]
[/tr][tr]雪鹰注视着眼前的陀螺,这就是著名的欧拉陀螺,俗称“自由陀螺”,“定点”(支点)在自身质心,它受到了竖直方向力的作用,却出现水平方向的翻转

他忽然发现,边缘上某质点运动很有规律,除去他自转速度,它垂直于盘面的速度竟然是v(t)=RΩsin(ωt)
(这可是大实话)就在这摆着……将此线速度按时间、位置、方向标注于圆盘,则如下图

这显然是变速运动,必然存在相应的线加速度
经推导,此线加速度为a(t)=2RΩωcos(ωt)
将此线加速度按同样方法标注与圆盘上,如下图

这显然说明,如果圆盘边缘具有如上形式的加速度,将会导致质点垂直于盘面的速度变化如v(t)=Vsin(ωt)
实际上,圆盘在力偶作用下,在其边缘始终就存在如此形式的线加速度(如下图所示)

a=αr=QRcos(θ)/I=QRcos(ωt)/I
α……角加速度
I……圆盘直径的转动惯量
事实表明,a(t)=2RΩωcos(ωt)与a=QRcos(ωt)/I同为一体
因此QRcos(ωt)/I=2RΩωcos(ωt)
进动角速度Ω=Q/2Iω=Q/Jω
J……圆盘队自转轴的转动惯量=2I
这就是经典进动角速度公式,以上推导没有用“矢量叉乘”,得出了与经典理论相同的结果。
定性分析如下:
边缘上质点随圆盘在自转,并在上图线加速度作用下,出现如下运动
余弦形式的加速度导致质点正弦变化的线速度,二者方向时刻相同,并垂直于盘面

边缘(圆环)所有对称质点都在以此规律运动,因此该圆环在两“竖直”力的作用下,将会出现以12-6连线为轴的水平翻转,这就是“进动”
并且不会出现以3-9为轴的转动,也就是12-6空间位置不变,这就是“稳定性”,也就是“不倒”
在圆盘顺时针自转,并受图示外力作用的情况下,俯视必为顺时针进动,绝对不会出现“反向进动”
下图圆盘在逆时针自转,因此俯视“必为逆时针进动”

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还请赐教.