非慣性係怎樣受力分析?

時間 2021-05-30 09:21:24

1樓:

以下不加以說明則 表示原係, 表示新系,下角標 表示相對值平動系

座標架 不變,顯然 ,求導

轉動系

座標架會發生變化,將這種旋轉變化記為乙個二階張量 , ,是將向量旋轉的作用

於是轉動系的位矢

求導 ,這其中多出來的 就是轉出來的,是 中轉角 的變化帶來的加速度項這裡就略去求導過程了,是我們熟悉的四項轉動系(角速度和角加速度)

這個比較複雜,有時間慢慢打全,我們先梳理一下邏輯:

要從剛體本徵系出發,換至地繫,其中取定剛體上A、B兩點,在任一系中有角速度和角加速度的先決定義式 。然後將本徵系中 用上乙個轉動系中推導的公式換到地面 ,再用定義式得到

Ⅰ: 代入定義式有

Ⅱ: 新參照系中:

而新參照系下已有定義式:

於是對比可發現

配湊雅各比恒等式,加減一項

故 最終

至此就推導完了非慣性係中的加速度變化,乘質量就是受力分析了

2樓:駱賓王

理論力學一般都有,總結就是:非慣性性係下,對物體做加速度分析時,物體加速度包含自身相對非慣性係的加速度、非慣性係的加速度(平動加速、角加速、向心加速)和科氏加速度,非慣性係的加速度和科氏加速度乘物體質量再加個符號就等價於非慣性係相對於慣性系需要額外提供的力。

當然,這都是建立假設空間存在固定以太的情況下,理論力學書在推導過程中一般會提到的固定點依賴了這種假設。(這一點相對論是不承認的)

3樓:你好明天

這個是正經物理學裡,最迷的一部分。

慣性系非慣性係

在我們出現疑惑的地方,我們使用了人為設定。

就像陰陽五行一樣,乙個只能自洽的系統。

我暫時不明白為什麼相對論已經出現這麼多年了,相對論開頭的內容就是沒有被認真對待。

加速度等於重力。a = g

我們大部分實驗是在地球上完成的,在g下完成的,但是到了a的世界,目前為止我們卻說,g下的物理規律不在a中適用。

a是非慣性係,g是慣性系。

讓我的感覺是,相對論還沒有被讀懂似的。。。

讓我們再看一眼這兩個系統。

結論:不存在兩個系。

推論:正常受力分析即可。

注:糾結我說大部分實驗是在地球上完成,那還有小部分呢,哦,小部分的實驗我們也可以在地球上覆現,可是我們人類偏偏愛在外太空做。就是這麼愛玩

4樓:長煙引素

我們知道,牛頓運動定律一般適用於慣性系(記住這句話),如果要解決非慣性係的受力分析以及牛頓第二定律問題,最簡單的辦法當然是--把它用慣性系的思想來解決。

1.平動加速參照系

設該非慣性係相對於慣性係以不變加速度a運動,則在這一非慣性係中,運動的物體加速度a0可以分為它相對於非慣性係的加速度a1和非慣性係的固有加速度a兩部分。

在慣性系裡用牛二定律:F合=ma0=m(a1+a)

則在非慣性係中的牛二,可由移項得:F合-ma=ma1

這裡的-ma就是我們所說的慣性力,它大小等於物體質量乘以非慣性係的加速度,方向和該加速度相反。在受力分析時,只要把它當做乙個普通的力畫在物體上,其它力和慣性系一樣,就可以愉快地按照你知道的運動定律計算了。

2.轉動參照系

設該非慣性係相對於慣性係以不變角速度ω轉動

同理,這裡要新增的慣性力大小等於m乘以ω的平方再乘以離轉軸距離r,方向和向心力相反(背離轉軸)。這個力就是人們常說然而並不存在的離心力。

同樣地,也只需要把它加入受力分析裡然後正常按慣性系做題就行了。

當然,除了以上簡單應用,還有許多非慣性係受力分析的知識,感興趣可以進一步學習。

參考:程稼伕力學106-109頁

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