[存档!]纯数学、物理学、化学等:与贸易没有任何关系的大脑训练问题 - 页 527

 

这里有更多。

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继续

 

每一个具有不对称形状的物体(非球形、非圆柱形等--简而言之,不对称)都有三个穿过其重心的专用惯性轴。它们被称为主轴。每个这样的轴都有自己的惯性矩值--最小、平均和最大。

在我的记忆中,如果我没记错的话,身体沿任何不与主轴重合的轴线的旋转都是不稳定的。这在大约200年前,几乎在欧拉的领导下,在理论层面上得到了解释。围绕主轴旋转时,它也是不稳定的。

不稳定本身意味着,相对于轴的旋转中任何无论多么微小的不平衡(误差)都会导致其迅速增长。也就是说,即使你非常精确地开始旋转,但在这些不稳定的轴之一上,仍然会发生翻转。

当然,所有的守恒定律都适用--动量、动力和能量。这就是为什么有一个严格按180的逆转。

另一件事是,在实践中发现这种效应并不那么容易。它采取了失重状态。

 
Mathemat:

另一件事是,在实践中检测这种效应并不那么容易。它需要失重。


要发现它很容易,也很简单--去看马戏团或花样滑冰。

顺便说一下,一个圆柱体也可以做同样的把戏;这里的主要要求是身体相对于自身质量中心的完全三维质量对称性,几何学与此无关。

体操运动员或花样滑冰运动员被分组以加速旋转,展开以减缓旋转。这里也是如此,但顺序相反,而且在触地的那一刻没有强制停止。

展开圆柱体,垂直于旋转平面进行发射。几乎垂直,-因此,由于质心围绕旋转轴的旋转,产生了轻微的偏移。

旋转的角速度减少了(体操运动员 "展开"),但位置是不稳定的,因为随着 "射门 "的进展,质量中心的惯性在围绕两个轴的交叉点向前移动:旋转和质量。当质量中心跟随这个惯性时,旋转速度下降到零,气缸翻转并开始 "分组",自动增加已经在相反方向的旋转速度。在前面提到的两个轴的汇合点,旋转参数的稳定发生了,但同样的惯性仍然导致了半周期的重复。在稳定点,旋转的角速度最大,"翻转 "速度最小,所以运动是最稳定的。在 "开放 "点,情况正好相反。这里没有什么可模拟的,我认为 :)

SZZ弄错了一点:)关于相对于质量中心的质量对称性。当然,是相对于旋转轴而言的。因此,相对于旋转轴,密度均匀 的身体的相对伸长率越小,效果就越明显。这就是为什么是叶轮,而不是一个简单的螺母,或者,一个子弹,阿斯手工连接 :)顺便说一句,亚尼贝科夫的主要现象是他无以伦比的动态空间想象力;世界上没有一个人能够对他进行哪怕是可怜的模仿。

 

视频中的内容。

1.一个物体的旋转围绕着最大 最小的 主惯性矩的轴是稳定的。

在地球条件下,围绕最小 惯性矩轴的稳定旋转的例子:飞行的子弹的旋转是稳定的。如果我没有弄错的话,围绕这个轴的稳定旋转只适用于绝对刚性的物体一颗子弹可以被认为是绝对刚性的。

在陆地条件下,一个围绕轴线稳定旋转例子 ,其惯性矩最大 :陀螺仪。顺便说一下,围绕这个轴的稳定旋转 对于一个并非绝对刚性的物体来说也是如此。简而言之,在理想条件下,这种旋转对任何物体来说都是稳定的,可以持续无限时间。因此,只使用这种旋转,例如,用于稳定具有重要非刚性结构的卫星。

2.围绕一个具有平均 惯性矩的轴的旋转总是 不稳定的。类似的不稳定状态(就能量而言)有钟摆在顶部或球在山顶。

旋转将趋向于旋转能量的减少。打个比方:一个钟摆和一个球趋向于减少其势能。这样一来,身体的不同点将开始经历不同的加速度。如果这些加速度导致能量耗散的可变变形(不是绝对刚体),那么最终旋转轴将与最大惯性轴重合。一个例子是,一张小而长的纸从高处释放出来。无论你如何扭转它,它的旋转将围绕具有最大惯性矩的轴稳定下来。如果没有变形和/或没有能量耗散(完美的弹性),那么你会得到一个能量保守的系统。形象地说,身体会永远翻滚着试图找到一个 "舒适 "的位置,但每次都会弹跳着重新寻找。最简单的例子是理想钟摆。底部位置在能量上是最佳的。但它永远不会止步于此。因此,一个完全刚性和/或完全弹性的物体的旋转轴将永远不会与最大惯性轴重合,除非它最初与之重合。身体将永远进行复杂的技术维度振荡,这取决于参数和初始条件。你必须放一个 "粘性 "阻尼器或以某种方式主动抑制振动。美国人试图在我们之后10-15年通过定向系统抑制他们卫星上的这些振动,浪费了大量的燃料,直到我们的卫星告诉全世界这种效应。

3.如果所有的主要惯性力矩都相等 ,那么身体旋转的角速度矢量在大小和方向上都不会改变。视频中的立方体的例子。粗略地说,你绕着哪个轴旋转,它就会绕着哪个轴旋转。

 
Lizar:

视频中的内容。


没有涉及胸部的主题
 
Mathemat:

另一件事是,在实践中检测这种效应并不那么容易。

来吧 :) 我现在就在我工作的护照封面上发现了它(我事先用胶带封住了)。

我们不在轨道上工作,如果有的话 :) 。

他们似乎并不太注意。

塔拉

要发现它很容易也很简单--去看马戏团或花样滑冰。

在跳水板上 :)
 

是的,但为什么它以亚尼贝科夫的名字命名呢?所以以前没有注意到--尽管理论上这一切在很久以前就被预测到了。

诀窍是,它很好地说明了地球的极地转移。非常直观,令人恐惧。而事实证明,这样的变化发生在一两天内,而不是几千年。

 
根本不存在极点转移。两极仍在,地壳在晃动。
 
地球以1天为周期围绕的轴线旋转也是虚构的吗?