质点相对于地球的运动方程

我们通常认为大阳是一个极好的惯性参考系,由于地球既自转又绕太阳公转,所以在一般情况下,地球是一个非惯性参考系. 质点相对于惯性系(太阳)的绝对加速度a为[1]其中μr和αr各为质点相对于地球的速度和加速度,r为质点相对于地心的位移矢量,ω为地球自转角速度,a0为地球相对于太阳的公转加速度. 现将质点相对于地球的运动也写成牛顿第二定律的形式如下:上式中的ma项即为质点m受到所有物体对它的作用力的合力F,又由于地球自转角速度ω随时间变化极小,可视为常数,也就是说有　=0,于是(2)式可化成上式中的mω×(ωxr)和2mω×υr即为我们所称的…     

地球自转对平抛运动的影响

文章主要研究考虑地球自转时,科里奥利力对平抛运动带来的影响,并求出科里奥利力对平抛体落地时间的影响和落地位置的偏移量.     

落体偏东的初等解说

关于地球自转的非惯性效应,力学教本通常都举傅科摆和落体偏东作为例子,并且几乎总是用科里奥利力进行解释.笔者以为用一种初等的解说与教本相互印证或许是有益的.傅科摆已有专文,本文只谈落体偏东.由于地球自转角速度ω的数值(7.292×10～(-5)弧度/秒)很小,我们将采用一级近似. 从太空的惯性坐标系(以下称为“太空坐标系”)来看,地面上纬度为λ的A点的上方高度h处的物体B(图1),在其未落下之前,为地球带动而绕地轴作半径为(R h)cosλ的圆周运动,其线速度指向东方,数值为及十h)。COS人释放后,物体下落,下落过程中当然不再为地球带动,而有…     

基于Python的科里奥利力对物体运动影响的可视化模拟

为了直观清晰地观察地球自转产生的科里奥利力效应，本文以抛体和傅科摆运动为例，基于Python编程的计算机模拟和可视化图像分析方法，详细探究了不同运动条件下科里奥利力对物体运动影响的异同及其原因，描绘出转动参考系中“相对运动—横向偏移—科里奥利力”之间关系的物理图像。通过计算模拟将抽象的理论可视化，有效地促进学生对物理过程的深刻理解，培养学生计算思维和创新思维能力，提高学生分析和解决问题的能力。     

付科摆振幅的半衰期和临界摆长

付科摆振幅的半衰期和临界摆长孙大典（山东淄博师专物理系２５５０１３）地球是个转动参照系．自它的自转角速度较小（ωＥ＝７．２９２×１０－５ｒａｄ·ｓ－１），在地球上须用很精密的仪器才能测出其非惯性系效应．亦可通过简单的实验将它较弱的非惯性系效应积累起来...     

大气：转动的热机

 地球是一个旋转的球体,它具有巨大的质量和强大的惯性。地球的旋转包括每日一圈的自转和每年一圈的公转,自转带来了大气运动的日变化,而公转则导致了大气运动的四季变化。普通人或许并不清楚,但对于地球科学领域的学者来说,由于地球自转而产生的地转偏向力具有无处不在的影响, 这种力施加在运动物体之上,在北半球指向运动方向的右侧,而在南半球则指向运动方向的左侧。这种偏向力也是大气运动中很多特殊现象背后的关键原因。     

利用布拉维摆测量地球自转的实验研究

地球自转会带来许多非惯性系效应,利用这些效应定量测量地球的自转角速度,是物理学实验研究的一个重要方面,其中,布拉维摆不仅可以定性地体现出地球自转的效应,更是一种精密测定其自转周期的一种方法.深入研究了利用圆锥摆顺时针和逆时针旋转的周期不同测量地球自转角速度的实验,分析了实验中影响测量精度的关键因素并探讨了控制实验误差的方法,最终得到了与标准值偏差2.3%的结果.由于地球自转所导致的顺逆周期的差十分微小,而影响周期测量的因素很多,如何控制其中关键因素的误差就成为实验成功的重要环节.介绍了如何控制实验条件,以及一些重要的误差来源的分析和控制,对于在普通物理实验条件下成功进行地球自转角速度的测量具有借鉴意义.     

一天为24小时吗？

我们常说一天 2 4小时 ,严格来讲 ,并不是这样 ,下面加以说明 .1　地球自转周期和昼夜更替周期这是两个不同的概念 ,先来了解地球的运动情况 .众所周知 ,地球绕太阳公转的同时 ,绕自身的地轴自转 ,如图 1所示 .选遥远的某颗恒星为参照物 (其射到地球的光可视为平行光 ) ,在某时刻 ,地球上的某点Ｐ正对太阳和该恒星 (如图 2中的位置Ａ ) .随着地球的公转和自转 ,到达位置Ｂ时 ,地球恰好自转了 1圈 ,Ｐ点再次正对该恒星 ,完成了一次完整的圆周运动 ,所用时间为自转周期 (一个恒星日 ) .但此时Ｐ点还未再次正对太阳 ,地球必须继续运动到达Ｃ点…     

关于运动的独立性原理的讨论

程守洙等编写的“普通物理学”对运动叠加原理是这样叙述的: “根据类似的无数的客观事实,可以得到这样一个结论:任何一个方向的运动,都不会因为任何另外一个方向的运动是否存在而受到影响,也就是说,一个运动可以看成几个各自独立进行的运动叠加而成。这个结论称为运动的独立性原理,或运动叠加原理。这一原理是物理学中普遍原理之一。”(1) 这段话的含意是:在同样力场的条件下,各个方向的运动是互相独立的。例如在水平抛体抛出后,垂直方向的下落不会受到水平方向的运动的影响。实验证明了水平抛体和自由落体同一时刻从同一高度抛出则同时落…     

对《滑杆的降落运动》一文的异议

贵刊86年第3期登载了一篇题为《滑杆的降落运动》的文章,试图解决光滑均匀细杆的滑落运动.笔者《以为其解不妥.《滑》文中的关系式反映了临界态时(支点反力N=0)的各个运动参量ω、θ、r之间的关系。而不是自开始滑动至达到临界态时整个过程中诸量的关系,也可以说应标为ωc、θc、rc所以《滑》文中的ω2的最大值对应于合理锐角的最小值,即θ的取值须使上式末项等于零,所以是没有充分理由的.我们只能说ωc大于在此以前的ω,但不一定要取到(A)式中可能取的最大值.所以《滑》之(7)式以及后面诸式皆成问题.此外将(8)式对r微商并令其为零的做法也…     

关於物体运动因地球自转而产生偏斜的实验装置

说明地面上的物体运动路线因地球自转而产生偏斜的演示实验装置,不仅在物理直观教学上有其重大的意义;同时也是航海专业课直观教学上所不可缺少的一种装置。有了这个装置就可以把抽象的理论化为具体的形象,使学生容易理解和接受。按照航海专业课教学上的需要,我们要求这个实验装置本身,在演示实验过程中能够体现出科里奥利斯(Coriolis)加速度的存在(即偏转加速度的存在)。从而好利用它完满地来说明以下几个问题:     

时间标准问题

当你收听广播,往往会听到在正点时嘟!嘟!嘟!……的声音,接着是广播员说:刚才最后一响,是“北京时间”几点整;当你看报纸时,也经常会出现“世界时”或“格林尼治”时间。不论是世界时,北京时或其他现用的一些时间标准,它们都是天文台依据地球的自转运动测定的。将地球自转一周所经历的时间间隔称为一日,日分为24等分,称为小时;每小时分60等分,称为时分;每时分再分60等分,称为时秒。天文学上测定地球自转周期,是将恆星作为一个固定目标,由于地球的自转运动,恆星产     

在旋转台上滚动的球与带电质点动力学的类比

在旋转的平台上作无滑动滚动的球需要形式为Aωd×v的摩擦力,这里A是已知常数,ωd是平台的角速度,v是质点相对于惯性空间的速度.因为这个力与带电质点在磁场中运动受力的形式相同,所以球仅在封闭的圆形轨道上运动.球体滚动与带电质点运动的其它相似点是不难说明的:例如,沿盘的平面的任意外力都会引起垂直于力的漂移速度,而在盘的旋转速率发生改变时可以确定绝热不变量等. 在二十世纪四十年代中期,当A.Ein-stein正在为建立统一场论而不懈地工作时,有人曾向他提出过滚球在旋转台上运动的问题,他回答说任何这类运动仅在球与转台有摩擦力时才…     

Rashba自旋-轨道相互作用影响下量子盘中强耦合磁极化子性质的研究

本文基于Lee-Low-Pines幺正变换法,采用Tokuda改进的线性组合算符法研究了Rashba自旋-轨道相互作用效应下量子盘中强耦合磁极化子的性质.结果表明,磁极化子的相互作用能Eint的取值随量子盘横向受限强度ω0、外磁场的回旋频率ωc、电子-LO声子耦合强度α和量子盘厚度L的变化均与磁极化子的状态性质密切相关;磁极化子的平均声子数N随ωc,ω0和α的增加而增大,随L的增加而振荡减小;在Rashba自旋-轨道相互作用效应影响下磁极化子的有效质量将劈裂为m*+,m*-两种,它们随ωc,ω0和α的增加而增大,随L的增加而振荡减小;在研究量子盘中磁极化子问题时,电子-LO声子耦合和Rashba自旋-轨道相互作用效应的影响不可忽略,但Rashba自旋-轨道相互作用和极化子效应对磁极化子的影响只有在电子运动的速率较慢时显著.     

科里奥利力对气垫转盘的影响

对气垫转盘无外力矩自转现象的原因进行了探讨,理论分析和实验数据均表明:地球自转而产生的科里奥利力是气垫转盘无外力矩自转的最可能原因.这将为气垫转盘实验的改进提供重要的参考和依据.     

评论:“边界振动的微腔中的二能级原子”

<正>在曲照军等的文章中[1]作者声称他们能够解决腔场影响原子问题.在此我们显示出既然他们用于得到相互作用表象的哈密顿的变换不完备所以他们没有解决该问题.我们知道此相互作用的哈密顿量可表示为(h=1)H=ωa■a+ωmb■b+ω0/2σz+g1(a■σ_+σ+a)+g2a■a(b■+b),(1)这里a和a■是单模量子化场的产生与湮灭算符,而b和b■为量子谐振子的产生与湮灭算符,g1是单模辐射场与原子的乡耦合系数,g2是单模辐射场与振动边界的耦合常数.曲照军等人把哈密顿量(1)分解成自由和相互作用两个哈密顿量H=H0+HI.这里     

归一有效声子谱谱形对超导临界温度T_c的影响

作者设计了一个图分析法,用来分析Eliashberg方程的数值解。从这个分析,得到如下结论:硬化归一有效声子谱g(ω),可使超导材料的T_c提高。而g(ω)软化,只能提高小λ超导体的T_c。     

邮票上的物理学史 —— 对地球重力场的研究

19世纪中叶到下叶 ,物理学家对地球的重力场进行了更细致的研究 .主要有以下几件工作 :1 )法国物理学家科里奥利于 1 83 5年给出了在转动参考系中运动的物体受到的惯性力 ,即科里奥利力的表示式 ;2 )法国物理学家傅科于 1 85 1年用傅科摆实验验证了地球重力场中科里奥利力的存在 ,即直接用实验验证了地球的自转 ;3 )匈牙利物理学家厄特沃什对地球重力场的研究 ,导致厄特沃什扭秤的发展 ,证明了惯性质量与引力质量相差不超过 1 0 -9.就笔者所知 ,没有发行过与科里奥利有关的邮票 ,但是傅科和厄特沃什都有邮票 .傅科 (图 1 ,法国 1 95 8年 )原…     

两耦合原子与双模二项式光场相互作用系统的腔场谱

研究了高Q腔中具有偶极相互作用的两个等同二能级原子与双模二项式光场相互作用过程的腔场谱,重点研究了两模腔场谱的干涉效应对谱结构的影响。结果表明:两模光场平均场强相等时,每模腔场谱一般出现对称多峰结构。随着初始场强的增加中间3峰趋于iω和ωi±0.7g处,而边峰消失。当两模初始场的频率差Δ大于6g(g为原子与腔场的耦合常量)时,两模间的干涉效应可以忽略;在Δ小于6g时,模间的干涉效应对腔场谱结构有明显的影响;尤其当Δ从1.4g逐渐减少时,模Ⅰ和模Ⅱ的三个主峰开始逐渐重叠,两模腔场谱之间出现了十分明显的干涉现象。     

有关临界阻尼振动特性的两点证明

对于一个有阻尼的弹簧振子,振动物体的运动微分方程为式中m为振动物体的质量,K为弹簧的劲度系数,r为阻尼系数. 令(ω0为振子固有频率),=2β(β为阻尼因子),则运动微分方程变为上式的解有三种情形: A.当β2>ω01时,有过阻尼振动解 B.当β2=ω02时、有临界阻尼振动解 C.当β2<ω02时,有阻尼振动解 一、对x临(t)“临界性”的证明 当β→ω0时,从表面上看x过(t)和x阻(t)的临界形式似乎是C’1e-ω0t,为什么在x临(t)中会出现c’zte-“。‘项,对这个问题,我们作如下证明. ,设振动的初始条件X一回。,可以定出三种解中的常数,即得 Zgi() 证明1当B…