Monday, December 24, 2012

与运动方向垂直的力,只能改变速度的方向。与角动量方向垂直的力,只能改变角动量的方向

与运动方向垂直的力,只能改变速度的方向。
类比,与角动量方向垂直的力,只能改变角动量的方向。



根据力的大小和平动物体的动量,我们能计算出圆周运动的直径。
同样,根据力的大小和转动惯量大小,我们能计算出转动的偏角的度数。

再根据角动量守恒,就能计算出进动速率。(平行四边形法则)



和雪鹰J探讨矢量叉乘的意义

以上,在本人公理化体系里,全部是推论!或者理论寓言。
---------------------
你忘记了我说的这句话!

你更不明白:基础!当然,人各有好!
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  • 31楼
  • 2010-03-03 10:00
  • 圣堂武士
  • 雪鹰J
  • 理论亭侯
    7
我没忘,我正在要求你用你的理论推理出陀螺进动现象或者检验一下教科书的推理过程

呵呵,你没有做
所以说,我还没见到你的理论的实用价值
如果没有实用价值,那么就是哲学或者玄学
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  • 32楼
  • 2010-03-03 10:07
也许你们还没搞明白我1楼的说明:dr∧dθ=-dθ∧dr,即两个矢量可以组成一个平面,这个平面要有正反两个面,为了标明哪个是正面,哪个是反面,就需要再定义一个矢量,陀螺定则就是这样定义出来的。
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  • 33楼
  • 2010-03-03 10:16
理论证明惯性定律,使它成为惯性定理,有没有意义?
理论证明:F=MA是画蛇添足,有没有意义?

但是,确实没有发现什么实用价值,惯性定律不必证明,一样为生产实践做了最大的运用。

当然,宇宙学其实一样,没有实用价值。

一个天才孩子,刚出生也是没有什么用处的
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  • 34楼
  • 2010-03-03 10:20
  • 圣堂武士
  • 雪鹰J
  • 理论亭侯
    7
回复:18楼
这样说吧,如果能够从f=ma直接推理出陀螺进动,是不是就可以认为证明了“叉乘规则”?
不管他是“数学定义”、还是“自然规律”、还是“公理”或者“约定”,不管他是什么,都将被“证明”,也就是说都将被推理出来
是这样吗?
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  • 35楼
  • 2010-03-03 10:21
  • 圣堂武士
  • 雪鹰J
  • 理论亭侯
    7
回复:33楼
我们这里先说“两矢量的叉乘”
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  • 36楼
  • 2010-03-03 10:24
陀螺定则就是这样定义出来的。
=============
笔误,应刻为螺旋定则
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  • 37楼
  • 2010-03-03 10:24
  • 圣堂武士
  • 雪鹰J
  • 理论亭侯
    7
为了标明哪个是正面,哪个是反面,就需要再定义一个矢量,陀螺定则就是这样定义出来的。
---------------------------

问题是,叉出来的M可不是为了标“正反面”,而是要引起陀螺实实在在进动的
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  • 38楼
  • 2010-03-03 10:26
  • 圣堂武士
  • 雪鹰J
  • 理论亭侯
    7
这样吧,lwx老友,我们先说说教科书的解释

对于陀螺的进动,教科书如是说:
重力矩M=r×mg …… (矢径 叉乘 重力)

因为:重力矩M沿水平方向
根据角动量定理dL=Mdt,角动量也在水平方向变化
所以:陀螺水平进动而不倒




你认为这个“因为……所以……”的解释如何?
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  • 39楼
  • 2010-03-03 10:31
  • 圣堂武士
  • 雪鹰J
  • 理论亭侯
    7
lwx129老友,上面的解释是否存在循环论证的嫌疑?
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  • 40楼
  • 2010-03-03 14:26
为啥叉乘可以定义一个矢量,因为,第一,叉乘是是两矢量围成的面积,有大小;第二,它要分正反面,dr∧dθ=-dθ∧dr,即有方向性。一个即有大小,又有方向的东西,就满足矢量的特征。即便不是真矢量,也可以定义成伪矢量,和矢量一样参与计算,事实上,在坐标系中,一个面的正反面也可以在坐标系中进行分解,方向性和矢量是一致的。
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  • 41楼
  • 2010-03-03 15:34
比如设有两个矢量:

A=Ax*i↑+Ay*j↑+Az*k↑

B=Bx*i↑+By*j↑+Bz*k↑

我们来看一下,它们的叉乘是不是一个矢量:

A×B=(Ax*i↑+Ay*j↑+Az*k↑)×(Bx*i↑+By*j↑+Bz*k↑)



=Ax*i↑×Bx*i↑+Ax*i↑×By*j↑+Ax*i↑×Bz*k↑

+Ay*j↑×Bx*i↑+Ay*j↑×By*j↑+Ay*j↑×Bz*k↑

+Az*k↑×Bx*i↑+Az*k↑×By*j↑+Az*k↑×Bz*k↑



=Ax*By*k↑-Ax*Bz*j↑

-Ay*Bx*k↑+Ay*Bz*i↑

+Az*Bx*j↑-Az*By*i↑



=(Ay*Bz-Az*By)*i↑+(Az*Bx-Ax*Bz)*j↑+(Ax*By-Ay*Bx)*k↑




刚好也是一相矢量
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  • 42楼
  • 2010-03-03 15:57
  • 圣堂武士
  • 雪鹰J
  • 理论亭侯
    7
没错越说越清楚
力矩矢量M=r×mg就算是伪矢量,他也是矢量,和真矢量一样可以参与计算

但是,它的基础是“来自进动等客观现象(或者说直接定义)的矢量叉乘规则”
这就变成了
因为力矩作用下陀螺进动而不倒,所以建立叉乘规则
因为叉乘规则,所以力矩方向水平,所以陀螺水平进动而不倒
形成循环
你认为呢?
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  • 43楼
  • 2010-03-03 16:55
我们再来看,用叉乘证明格林公式,Stock公式及高斯公式吧,这是相当简单了

格林公式:


Stokes公式:


高斯公式:
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  • 45楼
  • 2010-03-04 11:52
格林公式证明:
令ω=P(x,y)dx+Q(x,y)dy
则dω=d[P(x,y)dx]+d[Q(x,y)dy]
=dP(x,y)∧dx+P(x,y)∧ddx
+dQ(x,y)∧dy+Q(x,y)∧ddy
由于ddx与ddy都是高次项了,则ddx=0,ddy=0。所以有
dω=dP(x,y))∧dx+dQ(x,y))∧dy
=(∂P/∂x*dx+∂P/∂y*dy)∧dx+(∂Q/∂x*dx+∂Q/∂y*dy)∧dy
=∂P/∂y*dy∧dx+∂Q/∂x*dx∧dy
=-∂P/∂y*dx∧dy+∂Q/∂x*dx∧dy
=(∂Q/∂x-∂P/∂y)dx∧dy
所以∬(∂Q/∂x-∂P/∂y)dx∧dy=∬dω=∮ω=∮P(x,y)dx+Q(x,y)dy

Stokes定理证明(略)
高斯定理证明(略)
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  • 46楼
  • 2010-03-04 12:14
这就是所谓的外微分
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  • 47楼
  • 2010-03-04 12:15
  • 圣堂武士
  • 雪鹰J
  • 理论亭侯
    7
嗯,很专业
我一边学习一边等你解答43楼

或者你也可以抽空点评一下厉风的“一个正在(规则)进动的陀螺,受到的合力矩=0”
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  • 48楼
  • 2010-03-04 21:45
与运动方向垂直的力,只能改变速度的方向。
类比,与角动量方向垂直的力,只能改变角动量的方向。



根据力的大小和平动物体的动量,我们能计算出圆周运动的直径。
同样,根据力的大小和转动惯量大小,我们能计算出转动的偏角的度数。

再根据角动量守恒,就能计算出进动速率。(平行四边形法则)



本人不会公式输入,所以,只能文字简述。不妥就当玩笑。
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  • 49楼
  • 2010-03-05 08:48
【与运动方向垂直的力,只能改变速度的方向。】
因为f=ma,所以如此


【类比,与角动量方向垂直的力,只能改变角动量的方向。】
因为……,所以如此?
这就是我的问题

因为dL=Mdt?
就此问题我正在与lwx129交涉,目前尚无结果,敬请等待
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      我讨论了这么多数学中的叉乘,目就就是一个:叉乘是在几何中,是最普遍的一种乘法,是自最然的乘法,几何中的叉乘相当于数论中的两个自然数相乘,比如3×2一样自然。

      而在物理中,应该用好数学这个工具,力是矢量,力臂即位移是矢量,这两个矢量当然可以作叉乘,得到的是力矩。同样,速度是矢量,位移是矢量,那么速度与位移的叉乘就得到了角速度。dL=Mdt就直接从牛顿定律可以导出了。
      回复
          叉乘是在几何中,是最普遍的一种乘法,是自最然的乘法,几何中的叉乘相当于数论中的两个自然数相乘,比如3×2一样自然。
          --------------------------------------------

          的确是很自然,但是他不能像3×2那样可以直接返回6个1相加
          矢量叉乘,不能由矢量加法直接推出,而是必须借用“螺旋定则”,必须挑起大拇指

          因此,数字加法→数字乘法
          矢量加法+螺旋定则→矢量乘法

          两者是有区别的



          这么说吧,将物理和数学比作两个人,物理离不开数学,他需要借数学的东西,比如:1+1=2;∬(∂Q/∂x-∂P/∂y)dx∧dy=∬dω=∮ω=∮P(x,y)dx+Q(x,y)dy
          等等
          其中就有纯数学的(螺旋定则?),构成物理学中的“矢量叉乘法则”
          而且这个东西对物理来说【不可或缺,非借不可】,物理离开他是寸步难行
          (不见得对啊,有错误请指出)

          但是,借人家的东西应该是越少越好,借的太多就会失去自我,物理就会全变成数学,从这个意义上讲,是不是应该能少借一个就尽量少借一个?
          你认为呢?

          如果能够将“螺旋定则”从【不可或缺】降格为【可有可无】,也就是【可借可不借】有什么意义吗?
          回复
              厉风能否对此图谈些看法?
              原本要解释陀螺进动现象,没有“螺旋定则”是不行的,而螺旋定则属于不证自明的基本法则,与f=ma地位相当
              如果从f=ma直接解释了进动现象,螺旋定则的地位被降格是不容置疑的,那么能否认为他被推导出来了
              f=ma→陀螺进动→角动量定理→矢量叉乘法则(螺旋定则)

              呵呵,曲线救国,从一个基础(f=ma)推出另一个基础(螺旋定则)
              你的意见呢?
              回复
                  这个问题是这样的:
                  就拿你用来解释陀螺不倒的那两个周期变化的力分F=ma(θ)来说吧,为何它们与重力和绳子拉力垂直?它们为何与陀螺公转平面垂直?

                  实际上,你仍然没有回答这个问题。
                  你只能这样回答:它们就是那样的,实验结论就是如此。
                  实际上,右手螺旋定则,也是完全靠实验总结出来的,实验显示它就是那样的。

                  所以,它纯粹算是一个原理,没有更基本的理论可以推出它。而它表述为右手螺旋定则,只是一种人为规定的表述方式,你计算的那对力,只能算是对它的另一种表述方式。
                  不同的表述方式,没有谁推出谁的关系,大家都是从实验来的。

                  说到底,你的计算只是给出一对虚拟的周期变化的力,来变相表述右手螺旋定则而已。
                  只是改变了表述方法,并没有阐明任何本质。
                  本质还是实验现象就是那样的。
                  回复
                      雪鹰J:话已经说到这种份上了,该是您露脸的时候了!让我们彻底看看,有成就不?
                      回复
                          的确是很自然,但是他不能像3×2那样可以直接返回6个1相加
                          矢量叉乘,不能由矢量加法直接推出,而是必须借用“螺旋定则”,必须挑起大拇指
                          ====================
                          对,矢量叉乘不能由矢量加法直接推出,因为三个相同的矢量r↑相加,为3*r↑,n个相同的矢量相加得n*r↑,n是一个数,一个标量,不是矢量。矢量的加法只能推出一个标量与一个矢量的乘积,而一个矢量与一个矢量的乘积就必须重新定义。有两个方法,即两个矢量相乘得到一个标量,即一个数。人们找到了这样的乘法定义:即内积。另一种方法,两个矢量相乘得到也是一个矢量,人们也找到了这样的乘法定义:即外积,又称叉乘。
                          回复
                              回复:55楼
                              雪鹰J:话已经说到这种份上了,该是您露脸的时候了!让我们彻底看看,有成就不?
                              ------------------------------------------

                              先回山清网友:从这句话上,我看到你或许真的具有不凡的洞察力
                              我相信你可能看到了什么

                              但是,一个正确的观点容易被人接受,一个观念不管正确与否,却没那么容易
                              人的意识形态决定他的观念,改变观念,必须先改变意识形态,其难度无异于脱胎换骨

                              呵呵,所以古人云:江山易改,本性难移
                              慢慢来吧,目前能够理解我的人,全世界只有两个,其中只有一个人表示支持
                              回复
                                  当然认同我的分析的人,已经有N个,本楼主就是其中之一

                                  我说的两个人理解,是指53楼

                                  山清能成为第三个?
                                  回复
                                      就拿你用来解释陀螺不倒的那两个周期变化的力分F=ma(θ)来说吧,为何它们与重力和绳子拉力垂直?它们为何与陀螺公转平面垂直?

                                      实际上,你仍然没有回答这个问题。
                                      -----------------------------------------

                                      回厉风:
                                      事情并非一句话能说清楚,我们先说这个问题
                                      你只要承认下图两刚体会出现相同的运动,你的问题就不构成“问题”

                                      两相同刚体,受图示两等大力偶作用,运动效果是否相同,你的意见?
                                      回复
                                          回复:56楼
                                          对,矢量叉乘不能由矢量加法直接推出
                                          ----------------------------------

                                          呵呵,老朋友,如果能呢?
                                          回复
                                              回59楼:相同
                                              回复
                                                  发表回复
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