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进动物理学

进动物理学
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Anonim

进动,与陀螺仪或陀螺的动作有关的现象,由旋转体绕与旋转轴相交的线的旋转轴的相对慢的旋转组成。旋转的顶部平滑,缓慢地盘旋是进动,不均匀的摆动是章动。

在图中,配重盘W和连接的轴围绕着旋转轴AB高速旋转。从A沿顺时针方向观察的角速度ω可以通过盘平面中的弯曲箭头ω或垂直于盘并指向右侧的矢量ω'表示。弯曲的箭头ω和矢量ω'分别类似于螺母中右侧螺钉的旋转和前进。这就是右手规则。通常用矢量而不是弯曲的箭头来表示旋转和转弯力矩(往往会产生旋转)更为方便。

轴和固定柱AC在A处通过球窝接头连接,这使轴可以绕通过A的任何线旋转。在图中所示的布置中,配重W围绕A产生顺时针力矩WL可以由作用于A且垂直于AB的大小为WL的向量M表示。由于此力矩,从C角度看,轴将沿顺时针方向绕着圆柱的轴线进动(缓慢旋转)。进动的角速度由矢量Ω表示。应当注意,ω',M和Ω彼此成直角,并且自旋矢量ω'始终朝着力矩矢量M旋转。可以看出,旋进角速度Ω并不取决于角度α在旋转陀螺的情况下接近180度。

顶部的进动经常伴随有被称为章动的现象,该现象由角度α的变化引起的自旋轴的端部的波状运动证明。