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关于陀螺进动问题

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首先选一个惯性参考系,我们于惯性系上观察陀螺仪运动。
由于我们于惯性系观测的陀螺仪,其上每一个质点都属于加速系,于惯性系观测加速系,就会看到惯性力。
如图中所示,就会看到两个红色的加速度合成向心加速度,产生向心力,同时还有一个恒等大方向的离心力(未画出)

这时,如果有人把陀螺仪自转轴推一下,产生陀螺进动。

我们看到的陀螺仪受力就如红线所示,增加一个加速度分量,使得质量的向心加速度和向心力指向共同圆周运动的圆心。
这里的关系是
未进动时,任意质点的受力为mF向;功为: F向△S1+F向△S2+F向△S3+F向△S4.....+F向△Sn,偶数项和奇数项位移符号相反,n为偶数。这就可以看出任意质点是在保守力中作闭合曲线运动。如果建立坐标系,可以用闭合曲线的路径积分式表示保守力运动物体的功:∫○(F向心力分力1*dx+F向心力分力2*dy)=? 引入圆周运动任意两个半圆dx与dy与对向半圆相等的条件,很容易直接看出∫○(F向心力分力1*dx+F向心力分力2*dy)=0
进动时,任意质点的受力为mF向+mF进向,功为:∫○(【】F向心力分力1+F进向)*dx+(F向心力分力2+F进向)*dy】=?,很显然,将圆周运动的位移方向关系代入,可以直接看出∫○(【】F向心力分力1+F进向)*dx+(F向心力分力2+F进向)*dy】=0.
所以,@dragoons : 你用功的观点去分析陀螺进动方向是偏离的。陀螺运动是一种在保守力场力的闭合曲线运动,不做功。


IP属地:贵州1楼2018-02-22 11:25回复
    @dragoons :你把我这个和你后面用动量增量分析的那楼综合起来,就是进动现象的充要性分析(虽然格式是大大的不严谨)。




    IP属地:贵州2楼2018-02-22 11:37
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      然后教科书的专业讲解还是要贴一下


      IP属地:贵州3楼2018-02-22 11:39
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        @dragoons

        这是你的原贴。
        问题在哪?
        设陀螺仪原本无进动转矩为L,推斜自转轴的力产生一个力矩M,则L+△L=L+Mdt
        无进动时转动能W=1/2(Iω^2).因M=d[(1/2)(Iω^2)],故进动时陀螺的转动能为1/2(Iω^2)+d[(1/2)(Iω^2)]=1/2(L^2/I)+d[(1/2)(L^2/I)]
        由此可见,陀螺进动增加的转矩、转动能是由推动自转轴倾斜的力产生的,转动能保守于陀螺系统中不转化。


        IP属地:贵州6楼2018-02-22 13:08
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