品牌:臺(tái)灣協(xié)喜ADDA
型號(hào):AD1224HX-F51
電壓:24V
電流:0.32A
尺寸:120*120*38MM
兩線
雙滾珠
軸流風(fēng)扇
相對(duì)運(yùn)動(dòng)
鎖定
某一物體對(duì)另—物體而言的相對(duì)位置的連續(xù)變動(dòng),即此物體相對(duì)于固定在第二物體上的參考系的運(yùn)動(dòng)。牛頓運(yùn)動(dòng)定律只適用于慣性參考系。研究相對(duì)于非慣性參考系的運(yùn)動(dòng),通常采用兩種方法:①通過坐標(biāo)變換,把相對(duì)于慣性坐標(biāo)系的已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律變換成相對(duì)于非慣性坐標(biāo)系的運(yùn)動(dòng)規(guī)律;②直接寫出相對(duì)于所考察的非慣性坐標(biāo)系的運(yùn)動(dòng)微分方程,然后求積分。這時(shí)如果希望利用牛頓第二定律的形式,就必須對(duì)作用于質(zhì)點(diǎn)的力附加慣性力。
簡介
一物體相對(duì)另一
物體的位置隨
時(shí)間而
改變,則此物體對(duì)另一物體發(fā)生了運(yùn)動(dòng),此物體處于相對(duì)運(yùn)動(dòng)的
狀態(tài)。如果相互之間的位置并不隨時(shí)間而改變,則此物體即在
相對(duì)靜止狀態(tài)之中。因此,
靜止與
運(yùn)動(dòng)兩者都是相對(duì)的
概念,與物體相對(duì)于選定的
參照物有關(guān)。一棟樓房或一棵樹對(duì)地球來說,它們是靜止的;但對(duì)太陽來說,它們卻都在運(yùn)動(dòng)著。當(dāng)一列火車經(jīng)過車站時(shí),我們就說這列火車相對(duì)
車站而運(yùn)動(dòng)。但是對(duì)在火車上的旅客,可以認(rèn)為車站是在與
火車運(yùn)行相反的方向相對(duì)
火車而運(yùn)動(dòng)。所以,在描述物體是否運(yùn)動(dòng)時(shí),觀察者必須選擇一個(gè)參照物,然后根據(jù)所選定的
參照物來確定物體是否
運(yùn)動(dòng)。
運(yùn)動(dòng)
物體相對(duì)于其他運(yùn)動(dòng)的位置變化,叫做相對(duì)運(yùn)動(dòng)。相對(duì)運(yùn)動(dòng)簡稱為運(yùn)動(dòng)。
一個(gè)物體相對(duì)于另一個(gè)物體的位置只是發(fā)生了變化,這個(gè)物體就在運(yùn)動(dòng)。
宇宙中沒有不動(dòng)的物體,一切物體都在不停的運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的,靜止是相對(duì)的。
參考系
1)要描述某一物體的位置變化,就必須選擇另外的一個(gè)物體作為標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)被選來作為標(biāo)準(zhǔn)的另外的物體,叫做參考系。
2)選擇不同的參考系來觀察同一物體的運(yùn)動(dòng),觀察結(jié)果可能會(huì)有所不同。比如生活在地球上的人,覺得地球是不動(dòng)的,其實(shí)地球在以30km/s的巨大速度繞太陽公轉(zhuǎn)。
3)參考系可以任意選擇,但要使運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡單。通常我們選地面或相對(duì)于地面不動(dòng)的其他物體作為參考系。如無特別聲明,一般默認(rèn)地面為參考系。
研究方法
研究相對(duì)于非慣性參考系的運(yùn)動(dòng),通常采用兩種方法:①通過坐標(biāo)變換,把相對(duì)于慣性坐標(biāo)系的已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律變換成相對(duì)于非慣性坐標(biāo)系的運(yùn)動(dòng)規(guī)律;②直接寫出相對(duì)于所考察的非慣性坐標(biāo)系的運(yùn)動(dòng)
微分方程,然后求積分。這時(shí)如果希望利用
牛頓第二定律的形式,就必須對(duì)作用于
質(zhì)點(diǎn)的力附加
慣性力(見
達(dá)朗伯原理)。
設(shè)非慣性坐標(biāo)系
O┡
x┡┡
z┡對(duì)慣性坐標(biāo)系
Oxyz作某種已知運(yùn)動(dòng),角速度為
ω,角加速度為
ε;又設(shè)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為
m,主動(dòng)力為
F,約束力為
N,相對(duì)速度為
vr,相對(duì)加速度為
ar,牽連加速度為
ae(即動(dòng)坐標(biāo)系
O┡
x┡
y┡
z┡上的質(zhì)點(diǎn)所通過之點(diǎn)對(duì)固定坐標(biāo)系
Oxyz的加速度),
科里奧利加速度為
aC=2
ω×
vr。經(jīng)過修正后,質(zhì)點(diǎn)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)微分方程成為:
mar=F+N+Qe+QC, (1)
式中
Qe=-
mae,
QC=-
maC,分別稱為牽連慣性力和
科里奧利慣性力(簡稱科里奧利力)。這兩項(xiàng)就是為了使相對(duì)運(yùn)動(dòng)微分方程保持牛頓第二定律所給出的形式而必須考慮的附加修正項(xiàng)。下面給出式(1)的三種特殊形式:
相對(duì)平衡 ar=0,式(1)簡化成:
F+N+Qe+QC=0;
相對(duì)靜止 ar=0,vr=0,式(1)簡化成:
F+N+Qe=0;
動(dòng)坐標(biāo)系O┡x┡y┡z┡相對(duì)于慣性坐標(biāo)系Oxyz作直線勻速運(yùn)動(dòng)ae=0,ω=0,因而aC=0,式(1)簡化成:
ar=F+N, (2)
微分方程(2)中沒有修正項(xiàng),它和質(zhì)點(diǎn)在坐標(biāo)系Oxyz中的運(yùn)動(dòng)微分方程完全相同,說明在這兩個(gè)慣性坐標(biāo)系中的運(yùn)動(dòng)遵循同樣的規(guī)律(經(jīng)典力學(xué)的相對(duì)性原理)。
修正項(xiàng)
Qe、
QC只是在形式上同力一樣,實(shí)際上它們并不符合
牛頓力學(xué)中關(guān)于真實(shí)力的概念。和真實(shí)的力
F、
N不同,
Qe、
QC沒有對(duì)應(yīng)的反作用。把它們稱為“力”,是因?yàn)樗鼈冊谑?1)中的地位以及影響都同真實(shí)力無異。
科里奧利力QC恒垂直于相對(duì)速度vr,只能改變相對(duì)速度的方向而不能改變它的大小,因而也不能改變質(zhì)點(diǎn)的相對(duì)動(dòng)能,科里奧利力在相對(duì)運(yùn)動(dòng)中不作功。
當(dāng)O┡x┡y┡z┡以勻角速度ω繞Oxyz的某一固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),牽連慣性力Qe表現(xiàn)為離心力,其值Qe=mrω2。
通過下述三例中質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)地球的運(yùn)動(dòng),可以看出牽連慣性力和科里奧利慣性力的作用和影響。①
鉛垂線偏離
地心(圖 1)。說明重力
mg是地心引力
P和離心力
Qe的合力。
鉛垂線沿著
mg的方向而稍稍偏離地心。②自由落體偏向鉛垂線以東(圖 2)。如果只有離心力而沒有科里奧利
慣性力,自由落體將沿
鉛垂線降落,但因還有很小的向東科里奧利慣性力,落體的軌跡會(huì)向東稍偏,這種現(xiàn)象在赤道處最明顯。③河岸沖刷。在
北半球河流右岸(在
南半球為左岸)受到科里奧利慣性力引起的附加壓力,從而較易受沖刷,這種現(xiàn)象在高緯度處較明顯。
大規(guī)模天氣系統(tǒng)中的環(huán)流也和科里奧利慣性力有關(guān)。當(dāng)北半球高空大氣中形成低壓區(qū)(
臺(tái)風(fēng)就是這樣)時(shí),風(fēng)向
低壓中心吹入,由于科里奧利
慣性力而形成逆時(shí)針方向的
環(huán)流。在高壓區(qū)則剛好相反。