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回转仪的力学解释一、科里奥利力的解释:我们来看一下科里奥利力的形成,首先,在释放初始时,圆盘点A处,仅有——个向上的速度(X-Z平面的转动),但由于受重力作用,重力力矩对OO'轴会有一个角加速度,那么OO'轴将会向下偏转,形成一个过Z-Y平面的转动。此时点A应多出一个Z-Y平面的加速度速度以及相应的速度。方向则应是斜向下的。那么对于点A,将会观测到一个向W方向的加速度,意味着将会有一个沿-Y方向的力,那么,如果我们以OO'转轴作为参照系,显然,此时的OO'是个非惯性系,设某时刻OO'的角速度为®',还是研究A点,A在OO'转轴的参照系中,是匀角速转动的,不妨设为®,那么科里奥利力:F=2mVx®'=2m(①xR)x®'那么这里从数值上计算即为F=2m®®'R-sin(a)a是与V与®'的夹角。方向则是平行于转轴OO'的这样相对于过O点的Z方向转轴就形成了力矩,从而形成进动。那么我们可以对圆环上每一个点所受科氏力力矩进行积分。轮子上关于OO'转动的平面的点力矩对称,且又关于中心对称,这里不多作说明,请诸位自行验证。M=4J22m®®'R2-sin(a)da二8m®®'R20 华丽分贊!线 向心力的解释:下面,我们用一种更简明的理论来解释,而且这个理论和上述完全吻合。我们还是看点A,此时的点A的速度有将是一个合成的速度,方向易知,这里我们只分析大小,一个来自本身的轮子的转动,V1=®R第二个是来自于OO'转轴的速度,V2=-®'L,那么V二V+V=®R-®'L

再来看B点,显然,此时V2m'L,V二V1+V2=eR+3'L―V2那么向心力:F=m~L方向如图力矩:M二FxR=FRsin(a)然后求得:A,B两点的力矩是反向的,显然,B的力矩更大。同时V的平方展开有多余的项,采用对称求和的方式,多余的项就会被消去。这里大家可以自行验证。然后求得:M=M+M=4m»w'R2合 A B而第一种方法中,我们得出F=2m①①'R-sinQ)显然,在A,B两点处,两种方式是吻合的。对于其他点,我们同样采取对称求和的方式,以便消去多余的项。容易验证M=8mww'R2实际上,在做这两种分析之前,我们大家内心中也应该有一个认识,向心力与科里奥利力的解释本质上是一致的,得出的答案一定是相同的,因为只

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