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静电支承陀螺仪:从理想到实现
热度 1 刘延柱 2021-2-20 20:58
在博文“陀螺仪的内外环支承:历史朔源与改革创新”里曾说明,陀螺仪是由高速旋转转子构成的精密仪器。它利用高速旋转转子定轴性和进动性的力学现象,成为船舶、飞机和航天器的导航系统的核心器件。陀螺仪的支承机构必须保证转子既能高速旋转,又能自由改变旋转轴的方向。从傅科陀螺仪最早的悬线支承开始,内外环支承、挠 ...
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谈狮子滚球,驱动力来自何处?
热度 2 刘延柱 2021-2-15 10:56
在春节的喜庆日子里, 舞狮都是必不可少的表演项目。无论在国内或在国外的华埠,舞狮表演已成为我国独特的民俗表演。 中国其实并没有狮子。据《后汉书》记载,狮子是汉景帝时西域的月氏国通过 丝绸之路 进贡来的,时称“狻猊”。这只百兽之王来到中国以后,以其威猛的雄姿被民间视为驱魔 ...
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陀螺仪的内外环支承:历史朔源与改革创新
热度 1 刘延柱 2021-2-6 15:37
陀螺仪是由高速旋转转子构成的精密仪器。它利用高速旋转转子定轴性和进动性的力学现象,作为船舶、飞机和航天器的导航系统的核心器件。为保证陀螺仪的转子既能高速旋转,又能自由改变旋转轴的方向,转子需要一种特殊的支承机构。合理的支承机构是陀螺仪能否成功运行的决定性条件。在 “陀螺罗经:力学与工程的完美结合” ...
2205 次阅读|3 个评论 热度 1
奇妙的舒勒周期84.4分钟
刘延柱 2021-2-1 08:47
手执 细线 悬挂 的单摆, 站立不动时 单摆总是沿地垂线指向地球中心。若向前移步,单摆就会因支点的加速度受到惯性力干扰向后偏离地垂线。偏转的角度和单摆的长度有关。摆的长度 l 愈长,偏转的角度 θ 就 愈小(图1)。考虑到地球表面是一个球面,当你沿球面上的大圆弧 ...
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陀螺罗经:力学与工程的完美结合
刘延柱 2021-1-25 12:06
1. 傅科摆和傅科陀螺 1851 年,法国物理学家傅科 (Foucault,J.) 在巴黎先贤祠大厅的穹顶上悬挂了一条 67 m 长的绳索,下端连接一个 28 kg 的摆锤(图1, 图2)。这个著名的 傅科摆 是人类为证明地球自转的首次实验。虽然哥白尼(Copernivus,N.) 的日心学说早在 16 世纪就已提出,但人们仍 ...
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陀螺力矩与“鱼鹰”飞机
刘延柱 2021-1-7 09:30
快速旋转且 旋转轴在空间中可改变方向的物体称为 陀螺 。陀螺的运动有两种基本属性:定轴性和进动性。无力矩作用时陀螺的旋转轴保持空间中的方位不变,称为 定轴性 。有力矩作用时转动轴在空间中缓慢转动,其端点的运动方向与力矩矢量一致,称为 进动性 。在博文“抖空竹与欧拉方程”里已有过详细的解释。 将一 ...
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科氏惯性力与振动陀螺
热度 4 刘延柱 2020-12-31 10:39
1 832年法国工程师科里奥利 (Coriolis,G) 在研究水轮机时 发现,在转动的坐标系里存在一种 特殊的加速度,称为科里奥利加速度 ,简称 科氏加速度 (图 1)。加速度的产生 是由于相对运动引起牵连速度变化,和牵连运动引起相对速度变化所引起。如坐标系的角速度为 ω , 质点的相对速度 ...
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单轨火车与陀螺稳定性
热度 3 刘延柱 2020-12-24 14:52
几乎所有的轨道交通都是在两条平行轨道上实现的,因为重心在轨道上方的火车车厢必须由两条轨道支承才能稳定不倒。但随著轨道交通技术的发展,仅受单条轨道支承的单轨火车也逐渐成为现实 。 最早的单轨火车是将轨道改成索道,让车厢倒挂在轨道下运行。1825 年,英国切斯汉特 (Cheshunt) 的帕而墨(Palmer,H. ...
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“嫦娥”探月与限制性三体问题
热度 1 刘延柱 2020-12-15 11:04
嫦娥五号重访月球的 喜讯不断。 月面软着陆、自动采样、 起飞上升、无人交会对接等一系列艰难 任务均已顺利完成。携带月岩和月壤的返回舱已进入月地转移轨道,即将返回地球家园了(图1)。国人无不欢欣鼓舞,探月工程再次成为关注的对象。与探月过程密切相关的力学问题也引起公众的兴趣。 探 ...
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人造卫星“探险者一号” 事件与最大轴原则
刘延柱 2020-12-7 10:29
在博文 “ 运动员的旋空翻与欧拉-潘索运动 ” 中,对欧拉情形刚体定点运动的永久转动稳定性得出了结论。即 刚体绕最大和最小惯性矩主轴的永久转动稳定,绕中间值惯性矩主轴的永久转动不稳定。两个世纪以来,经典力学的这一结论从未被怀疑过。但 1958 年 1 月 31 日,美国发射的第一颗人造卫星探险者一 ...
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