【五術堪輿學苑】

標題: 【非恆定進動】 [打印本頁]

作者: 豐碩    時間: 2012-12-11 13:19
標題: 【非恆定進動】

非恆定進動

 

unsteadyprecession

 

【辭書名稱】力學名詞辭典

 

一均勻圓盤質量為m,其旋轉軸通過圓盤質心且垂直於圓盤面,若被兩支柱支住且正繞其旋軸作等角速度ω0轉動。

 

該旋轉運動稱為自旋(spin)如圖1所示。

 

則該旋轉軸稱為自旋軸。

 

此時每支柱所作用於自旋軸的支力均相等。

 

即F1=F2=Fp=-1/2mg當圓盤正作恆定自旋時,突然移去兩支柱中任一支柱如圖2所示。

 

此時自旋軸即失去靜態平衡,且Fp之大小將由mg/2漸增至稍大於mg,而與重力形成力偶。

 

同時重力mg對支點O,產生一力矩τ作用於自旋軸上。

 

致使自旋軸不僅失去靜態平衡,且產生繞支點O作旋轉運動效應。

 

此效應使圓盤不僅繞自旋軸自旋,同時與其自旋軸一起繞通過支點O的軸作旋轉,此種運動狀態稱為進動(precession)。

 

此時進動方向由支柱右邊旋進,再由支柱左邊旋出。

 

圓盤所受重力mg對支點O所產生之力矩為由牛頓運動定律知τ=Iα=常數;

 

為向量τ的單位向量。

 

此處I為圓盤轉動慣量;

 

α為圓盤角加速度也是自旋軸的角加速度;

 

ω為圓盤瞬時自旋角速度;

 

因I為定值,故α為等角加速度。

 

則ω=ω0+αdt。

 

此αdt即自旋軸於dt時間內所旋動的角度dΦ所對應的弧長。

 

以幾何圖形概念,因ω0相當於進動旋動半徑,故dΦ=αdt/ω0。

 

因而進動角速率為Ωp=dΦ/dt=αdt/ω0dt=α/ω0=Iα/Iω0=τ/L0此L0圓盤自旋初角動量;

 

α=|α|;ω0=|ω0|;τ=|τ|。

 

雖然τ瞬息為定值,但自旋軸所受支力Fp為變值。

 

故影響自旋軸作進動時,產生上下振動的非恆定進動狀態。

 

此自旋軸上下振動稱為章動(nutation)。

 

 

轉自:http://edic.nict.gov.tw/cgi-bin/tudic/gsweb.cgi?o=ddictionary




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