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[理论探讨] 与陀螺对话

本主题由 睦睦 于 2008-4-27 10:47 推荐主题
我好像在面对小学生解释为什么力不是物体运动的原因。
我承认我不是个做老师的料。
面对雪鹰,我也无法让他相信:不需要垂直方向力就可以维持匀速圆周运动。
2036楼的图,是不同情况的图,当摩擦力足够大,摩擦力是半圆直径方向那根,哪里来的垂直分量?

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回答2036
1.我们所见到的只是根据赖柴尔定理得出的结论,他只是一个近似理论。他并没有说明进动产生的过程,也不可能阐述章动现象。也就是说进动本身并不依赖于章动,但是进动的产生却依赖于章动。更确切地说是章动产生进动力矩和加速度。当达到匀速进动以后如果没有摩擦则不再需要进动力矩,章动也就消失,如果有摩擦则总需要进动力矩,这时章动就总不消失,因此陀螺终将倒地。
2.有滑动摩擦时,摩擦力的横向分量不为0。因此陀螺需要横向的力偶(红色的F1和蓝色的F2),但是这个力偶不像老T所说的来自于外部,而是来自于内部。如果你也认为此横向力偶来自于重力矩的某种作用,那么你和老T不同。老T不认为是重力矩的作用,所以他苦苦地寻找这个外力,宁愿把陀螺扎到地里也在所不计。
3.支座的运动是由于转子的进动带动的。方向和转子的进动方向一致,都是逆时针。

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回复 2042楼 的帖子

1、您见到的什么结论是根据赖柴尔定理得出的?

2、不要管老T,也不要管我,别人说什么与您无关。现在需要您明确阐述“横向力”出现的原因

3、正因为都是同方向转动,所以转子质心与支座垂直两者连线的速度分量方向时刻相反,一个向左偏,另一个必向右偏,有什么问题吗?

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回复 2041楼 的帖子

大菜师傅,很抱歉,您的资质不够,请退出吧

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引用:
原帖由 TonyDeng 于 2006-12-7 21:21 发表
你说的东西基本上没什么错误,其实不是物理问题,而是哲学问题,可惜这里的人都是形而下主义者,对这些东西不感兴趣,不想去弄懂。
TonyDeng,雪鹰佩服你的先见之明

人们仅仅满足于表面文章,不肯深入一步,或者说根本就没有能够深入的悟性

绝大多数甚至几乎所有的人都是听喝的,权威说什么就信什么,而且坚信不移,尽管谁也没看到过权威所说的事实是否存在

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引用:
原帖由 雪鹰J 于 2008-5-11 22:37 发表
人们仅仅满足于表面文章,不肯深入一步,或者说根本就没有能够深入的悟性
你认为自己是不是属于你说的“人们”?

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啥叫以xx之心度君子之腹?
前面雪鹰说我要把他骂走。
这怎么可能?看了那么多帖子,我还不知道你有多XXX?
现在讲不过理就想把我骂走了?

支座与地面摩擦力充分大的规则进动的陀螺,支座与地面的摩擦力方向:
平行陀螺自转轴
yes or no?
why?
还记得讨论重力和支持力的关系的时候你是如何嘲笑某些人的吗?

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物理就是信仰。物理定律就是定义或者说约定或者说信仰。这一点你可以向爱好哲学的托尼邓学习。

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回复雪鹰2043
1。 你见过“欧拉方程解出的规则进动”吗?反正我没见过,我认为真正的解必须包括开始阶段的过渡过程,就连我的有一定条件的解,都包括有过渡过程。而没有过渡过程的,我所见过的就是平常所说的:
Ω=M/Jω。而这个显然不是拉格朗日陀螺的真正的解。而只是根据陀螺的近似理论——赖柴尔定理得出的近似结论。
3。你的这种分析方法,没有抓住问题的本质,因为受力方向与速度方向无关,而是与加速度方向有关。所以首先应该抓住产生这种运动产生的原因。即产生这种加速度的原因。而这个原因正是因为陀螺的进动!如果没有陀螺的进动会产生质心和支座的这种圆周运动吗!明白了吗?明白了这一点之后再分析2.即你所谓的横向力不迟。

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引用:
原帖由 廖老头 于 2008-5-12 08:31 发表
回复雪鹰2043
1。 你见过“欧拉方程解出的“规则进动””吗?反正我没见过,我认为真正的解必须包括开始阶段的过渡过程,就连我的有一定条件的解,都包括有过渡过程。而没有过渡过程的,我所见过的就是平常所说的:
Ω=M/Jω。而 ...
此图摘自刘延柱《陀螺力学》,刘教授根据欧拉动力学方程,保守系统机械能守恒等,得出以下结论(实际上是拉格朗日),强迫规则进动

您认为这个结论正确吗?请简答“是或否”


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廖老师说的也不对。
规则进动的解也是存在的。就是当初速度完全合适。就可以了。
Ω=M/Jω是陀螺进动的近似解。
但是赖柴尔定理是严格理论不是近似理论。只不过我们都忽略了进动和章动角动量。如果加上,赖柴定理严格成立。

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回复 2049楼 的帖子

3。你的这种分析方法,没有抓住问题的本质,因为受力方向与速度方向无关,而是与加速度方向有关。所以首先应该抓住产生这种运动产生的原因。即产生这种加速度的原因。而这个原因正是因为陀螺的进动!如果没有陀螺的进动会产生质心和支座的这种圆周运动吗!明白了吗?明白了这一点之后再分析2.即你所谓的横向力不迟。
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我明白与否无关紧要,关键是您说明白没有
支座明显在平面上滑动,摩擦力的方向与支座运动方向密切相关。这里没什么加速度不加速度,支座向西滑动,受到的摩擦力必然向东

现在就说正在向西滑动的支座,他滑动的理由是什么,请您简要说明
因为转子质心正在向东运动,是吗?

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回复2050
我所指的是自转着的陀螺,无初速度释放的过程。当然要有过渡过程。你的图,正是有章动的现象,怎么说不存在章动。而且如果条件相同怎么会出现三种运动情况。你看懂了吗?这三个图说的都是无摩擦的情况下的进动。第一个图是有沿进动方向有初速度,第二个图是没有初速度(也就是我们平常释放陀螺的情况),第三个图则是有与进动方向相反的初速度的情况。这三种情况都有章动。当然,如果有沿进动方向有初速度且此初速度的大小恰等于规则进动的速度则没有章动出现(正如法兰西大菜师傅所说)。总之,你的图恰恰说明章动是存在的。
回复2052
支座明显在平面上滑动,摩擦力的方向与支座运动方向密切相关。这里没什么加速度不加速度,支座向西滑动,受到的摩擦力必然向东
现在就说正在向西滑动的支座,他滑动的理由是什么,请您简要说明
因为转子质心正在向东运动,是吗?
第一段是对的。如果支座向西滑动其所受的摩擦力必然向东。
第二段则是错的。如果不知道陀螺的方向则无论支座向何方运动都不能判定质心的运动方向。
刚才又考虑了一下,质心的运动方向一定与支座的运动方向垂直。

[ 本帖最后由 廖老头 于 2008-5-12 13:09 编辑 ]

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其他的道理先不说。我首先要说的是支座的运动是由陀螺的进动带动的。这一点你同意吗?

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谅解您年纪大,没看清楚

我让您看的是“强迫规则进动”,没让您看那三个图

此图摘自刘延柱《陀螺力学》,刘教授根据欧拉动力学方程,保守系统机械能守恒等,得出以下结论(实际上是拉格朗日),“强迫规则进动”

您认为这个欧拉动力学方程的这个结论正确吗?请简答“是或否”

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刚才又考虑了一下,质心的运动方向一定与支座的运动方向垂直

您认为转子质心的的运动方向时刻与支座运动方向垂直,是吗?

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回复2055:以上三个图已经充分说明问题了,我不知道你还想说什么。
回复2056:我不知道你从这个视频中能得出什么结论。因为,整个运动并不是稳定的,所以我不能能得出精确的结论而只能推断,整个陀螺应该是以某一点为中心的转动。至于是以哪一点为中心,则需要进行分析。

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回复 2057楼 的帖子

谅解您年纪大,没看清楚

再说一遍,我让您看的是“强迫规则进动”,没让您看那三个图

此图摘自刘延柱《陀螺力学》,刘教授根据欧拉动力学方程,保守系统机械能守恒等,得出以下结论(实际上是拉格朗日),“强迫规则进动”

您认为欧拉动力学方程的这个结论正确吗?请简答“是或否”

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回复2058
此图摘自刘延柱《陀螺力学》,刘教授根据欧拉动力学方程,保守系统机械能守恒等,得出以下结论(实际上是拉格朗日),强迫规则进动
您认为这个欧拉动力学方程的这个结论正确吗?
我不明白这段话是什么意思。是指“强迫规则进动”六个字吗?还是指“保守系统机械能守恒,得出‘强迫规则进动’”这一句话?总之你想说的内容的:“前提”是什么?“结论”是什么?
我所说的:“因为章动,所以进动”是指,自转着的陀螺,无初速度释放以后的运动过程。也就是说规则进动的建立过程。而不是规则进动建立以后的情况。
另外,你自己也承认陀螺在无初速度释放后在达到规则进动以前有一个调整的过程,即章动的过程。下面就是你关于这个问题的宏论:
关于章动初速度问题:
在自由圆盘受到力矩作用的瞬间,所有质点垂直于盘面方向的初速度都为0,但是,f(t)=m[M/I]Rcos(ωt)立即出现,这个力要求所有质点在垂直于盘面方向的速度变化都必须达到v(t)=Vsin(ωt),这就需要一个整理过渡过程,所有质点才能步调一致。
可以肯定,由于大家的初速度均为0,最初必然会屈服于力矩向下章动,出现章动初速度。
但是随着f(t)=m[M/I]Rcos(ωt)作用的体现,整体还会抬起头来。看似混乱的整理过程,也必然有它的规律,原因是圆盘是刚体,必须整体行动。
最终所有的质点只在两个位置出现0速度,那就是f(t)最大的12点和6点。这时将不再章动,而进入规则进动,章动初速度被消除。
要说明这个过程,必须探讨非线性振动,并考虑刚性圆盘质点间的相互影响,最终解决问题必须靠方程。不但可以解决你提出的问题,还可以确定规则进动的边界条件。只要我的思路有道理,这些都是可以实现的。


[ 本帖最后由 廖老头 于 2008-5-13 10:55 编辑 ]

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您这拖泥带水的毛病又犯了

不管怎么来的,您承认“强迫规则进动”吗?

就说“承认”或“不承认”,希望您下一贴只有两个或三个字

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你所说的“强迫规则进动”是在:“保守系统机械能守恒等,
”条件下得出的,而我们所讨论的问题是有摩擦的情况,以拉格朗日讨论的情况不同,故不能对比。

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四川在抗震救灾,我们也继续讨论吧~
向抗震救灾的英雄们致敬,向遇难同胞表示哀悼,祝受灾同胞尽快恢复正常的生活~
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没人问您“有摩擦的情况”,您不要转移方向,请直接回答问题

您承认《陀螺力学》中的“强迫规则进动”吗?

就说“承认”或“不承认”,再次希望您下一贴只有两个或三个字

[ 本帖最后由 雪鹰J 于 2008-5-13 22:20 编辑 ]

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引用:
原帖由 雪鹰J 于 2008-5-13 22:08 发表
没人问您“有摩擦的情况”,您不要转移方向,请直接回答问题

您承认《陀螺力学》中的“强迫规则进动”吗?

就说“承认”或“不承认”,再次希望您下一贴只有两个或三个字
看来 雪鹰J 缺乏的不仅仅是物理和数学知识,还缺乏逻辑知识。

并不是所有的问题都能用 yes no 来回答。比如我问个问题,请你用yes no 来回答:

一个馒头能填饱一个人的肚子吗?就说“能”或“不能”,希望您下一贴只有一个或两个字。

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地震了,大家应该休息两天。

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好吧,现在就讨论没有摩擦的情况。首先请你说明下面这段话摘自何处。因为我怀疑你仍然是在断章取义。
此图摘自刘延柱《陀螺力学》,刘教授根据欧拉动力学方程,“保守系统机械能守恒等,得出以下结论(实际上是拉格朗日),强迫规则进动”。
当你回答了上面的问题以后,我再根据刘延柱的《陀螺力学》来解释“强迫规则进动”的产生条件。

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引用:
原帖由 法兰西大菜师傅 于 2008-5-14 08:19 发表
地震了,大家应该休息两天。
我在这里消磨时间,等着银行开门后捐些钱。

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捐款收不收手续费?

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引用:
原帖由 廖老头 于 2008-5-14 08:21 发表
好吧,现在就讨论没有摩擦的情况。首先请你说明下面这段话摘自何处。因为我怀疑你仍然是在断章取义。
此图摘自刘延柱《陀螺力学》,刘教授根据欧拉动力学方程,“保守系统机械能守恒等,得出以下结论(实际上是拉格朗日),强迫规则进动”。
当你回答了上面的问题以后,我再根据刘延柱的《陀螺力学》来解释“强迫规则进动”的产生条件。
...
看来您还是怀疑教科书啊,一旦自己张口结舌,便立即指责别人断章取义,拉大旗做虎皮
没让您解释,请看清楚,只让您表示是否承认教科书的定论“强迫规则进动”
来这里,http://www.astronomy.com.cn/bbs/viewthread.php?tid=87910&page=12&fromuid=45044#pid906969

您不必解释,教科书上已经说得很清楚了

再次希望您下一次使用“是或否”~~难道搞学问的人都有拖泥带水、含糊其辞、模棱两可的毛病,连一句痛快话都说不出来?

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祭奠在地震中遇难的亡灵,愿他们安息

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