千虑一得之奇想录


11.2.12.4探讨:利用太阳能量的方法

11.2.7.4.1探讨利用太阳能量的方向
我们利用太阳能,最主要的是为人们提供方便、舒适的环境。
1)直接利用高能中微子。我们可以使用大量、巨大的菲涅尔透镜,把光聚集到一起,形成高温。这种方法可以用来海水淡化、太阳灶等等。主要用来提供淡水、降水等。地球自身的水循环也是这个道理,即大海湖泊、河流湿地的水在太阳的蒸发作用下,形成水蒸气,再以风霜雨雪的方式落回地面。只不过使用菲涅尔透镜这种方法更直接、效率更高。可以在很短的时间内,把少量的水全部蒸发。
2)转化成其它可以利用的能量。我们前文假设:电流就是中微子在导体内的定向流动。电能实际上是一种能量的转化,通过发电机,把空间的中微子循环“压入”导体,形成并产生振荡能量,并顺导线传到远方。导线内传递的是振动能量,到了用电端,把这种振动能量释放出来,传递给相关的电器,产生光或热或运动。
3)捕获中微子,固定中微子。自然界能够捕捉中微子的东西很多,任何一个微小的缝隙,都可能充满中微子。这其中,绿色植物的捕捉作用效益最大。绿色植物通过中微子的动能,砸开一些化合物的连接“键”,打乱了化合物的空间结构,重新形成单独的原子,然后再按照强强联合的原则,重新组合,形成新的化合物-葡萄糖,更多的中微子就储藏在这些化合物的间隙中。这些葡萄糖就是动物活动所需能量的来源之一。
葡萄糖是比较稳定的储藏低速中微子的物质。我们常用的石油,也是一种稳定的储能物质。除了这些稳定的储能物质,还有一些不稳定的储能物质,可以考虑
另外,在前文中,我们分析了臭氧具有储存低速中微子的功能。当臭氧与其它物质进行反应时,能够释放出这些低速中微子,从而获得能量。或许,我们可以研究一下,如何制造、储藏、使用臭氧分子。
4)合理利用开发“低速中微子之泉”
中微子作为能量的载体,充斥着整个宇宙空间,包括各种细微的内部空间。比如地球内部。
我们在前文分析到,中微子动能产生的压强与空间大小成反比。空间距离越短,中微子产生的压强越大,中微子就会外泄。直到中微子数量减少到一定程度,其压强也降到一定程度,与外界中微子压强相互平衡为止。所以,在以固态物质为主的地球,其内部中微子的密度时很低的。但是,由于地球庞大的体积,所以,其内部的中微子总量是巨大的。并且,这些中微子受固态物质分子“吸力”的限制,其速度也会大幅降低,就像水中的中微子速度减少20%,地球内部的中微子速度或许能够降低30%以上。这些大量的低速中微子,就是我们利用开发的“低速中微子之泉”。 当外部的中微子压强减小时,地球内部的巨量中微子就会被释放到空气中。它们能够在很短的时间内,通过弹性碰撞从周边其他中微子身上获得接近光速的动能。也就是说,它们能够迅速提高30%的能量,这就是我们看到的能量增值。比如闪电,就是在空气中,产生了一个低压空腔,导致地球内部的中微子迅速释放到该空腔内,形成了明亮的闪电。
我们可以采用闪电的原理,人为制造低压的空腔,引发地球内部的“低速中微子之泉”的泄露,来得到低速中微子。或许,这需要很高的启动能量吧。
仔细分析以上的思路和方法,可以发现,不管什么技术方法,也不管什么仪器,其工作原理都是对太阳产生的中微子振动能量的利用。既然如此,我们可以考虑集中火力,考虑直接利用太阳能的方法。
当直接利用高能中微子时,我们可以考虑设计制造更轻便、更环保、更高效、更结实的菲涅尔透镜;转化成其它可以利用的能量时,比如发电,我们可以考虑怎样能够获得和循环使用大量的水。我们是否可以在水电站下游,根据风向,在上风头建立很多蒸发站,使用大量的菲涅尔透镜产生大量的水蒸气,顺风向重新飘回上游库区,形成降雨落下来;捕获中微子,固定中微子时,可以考虑大量种植适宜的植物,包括各种经济植物,一方面储存了中微子,另一方面,减少了大气层中的中微子数量,会使得空气分子的速度降低,气温下降,在炎热的夏季,给人们带来阵阵的凉爽。合理利用开发“低速中微子之泉”时,我们是否可以利用更高更强的磁场,即中微子的定向流动来产生流动方向的侧向上的低压呢?
总之,只要我们能够确认能量的本质,就能够有更多更好的方法,来实现我们对来自太阳的能量的追求。
楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-03-26 19:46:31 +0800 CST  
11.2.12.5探讨利用太阳能量改变气温的方法
或许我们还可以直接利用太阳能,为人们提供合适的温度。我们知道:气温与空气分子的动能成正比,那么,空气分子的速度降低影响气温的下降有多大呢?
根据公式T与空气分子的动能成正比。当气温从摄氏40度降到20度,其绝对温度T从313降低到293度,降低了6.4%,此时其速度降低了约3.2%。如果气温从摄氏40度降到-40度,其绝对温度T从313降低到233度,降低了25.6%,速度降低了约12%。
从这里可以看出,要想气温降低,只要把空气的速度降低3.2%,就可以把气温降低20度。而空气速度降低12%,气温将下降80度。那么,怎样降低空气分子的速度呢?
显然,要在全球范围呢把空气分子的速度降下来,那是不可能的。因为地球的自转速度决定了地球大气层的空气分子的平均速度。只要空气分子的速度低于地球的自转速度,地球的突出物就会像风扇的叶片一样,把这些低速的空气再搅动起来,一直到它们的速度大体相同,保持相对静止状态。
那么,在一定的时间内,在局部地区是否可以实现空气分子的降速呢?
现实中,到处存在这样的特例。比如,海边城市,比内陆城市的气温低很多。夏天低十几度属于很正常的现象。那么,海边的海洋性气候为何比内陆的气温低呢?
或许,我们可以这样来解释这个道理。
因为靠近大海,每天太阳就要蒸发产生大量的水蒸气,这些水蒸气要漂浮在空中,必然需要能量来支撑。这些能量一方面来自其它的空气分子的碰撞,另一方面,也来自中微子的布朗运动的撞击。经过碰撞和能量转移,大量水蒸气与空气分子的平均速度呈下降状态。另外,一部分水蒸气能够飞离当地,随着水分子得到能量飞上高空,就把这部分能量带走了。此时,地表处,空气分子的速度降低了,中微子的速度也降低了,我们感受到中微子、空气分子对皮肤的撞击力度也就降低了(此时,空气,包括水蒸气对皮肤的撞击次数或许稍微增加),我们就感觉到了凉爽。可见,我们之所以感到凉快,主要是大量水蒸气拉低了空气的平均速度,另外,还有一部分水蒸气带走部分振动能量。
太阳一直向地球传递中微子振动能量,使地球大气层空气分子速度增加,温度上升。当大量水蒸气进入沿海地区大气层造成空气分子下降的速度大于太阳中微子传递振动能量造成大气层空气分子的上升速度,即大量水蒸气整体拉低气温的作用大于太阳中微子进入大气拉高气温的作用时 ,气温就会下降。
根据这个道理,我们可以在远离南北回归线的地带采用此方法降温。因为越靠近赤道,太阳直射的时间越长,射入的能量就越多,水蒸气降温影响要远远小于中微子传递能量带来的升温影响,所以,南北回归线以内大都酷热难耐。同样的道理,当进入三伏天的时候,到处气温上升,此时,即便下一场暴雨,只能暂短维持一阵凉爽的气温,很快,气温就会继续闷热。而在远离南北回归线的地区,太阳直射时间短,即带来的能量相对也少,如果此时产生大量水蒸气,,就会造成空气速度的实际下降,造成气温的下降。不过,需要蒸发大量的水,才能有一定的明显降温效果。或许,我们可以多采用菲涅尔透镜,多“制造”湿地、湖泊,多产生人工“雨雾”来达到降温效果。
楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-03-27 19:56:56 +0800 CST  

11.2.12.6探讨:利用太阳能量再造地球的水源
水,历来是人们生活中不可缺少的东西。
地球上的水源,除了天上降雨雪形成的地上水源外,还有地下水源。随着人口的增加以及工农业的发展,人类对于水的需求量与日俱增。那么,怎样才能寻找、增加、创造新的水源呢?
或许,我们可以考虑《直接利用高能中微子》的方法,来创造新的水源。其原理主要是:
1)使用大量、巨大的菲涅尔透镜,产生大量水蒸气。
2)依靠高山对水蒸气的冷却作用,把大量的水蒸气转换成冰雪,存放在高山,增加高山冰雪面积,从而增加了河流的水量。
我们在《10.10.4.9猜测:高山气温降低白雪飘飘的原因》分析了高山冷风呼啸,常年积雪不化,长年飘雪的原因。这主要在于:温度与压强相同,都与空气的动能成正比。在高山顶上,不仅空气稀薄,而且空气的一部分垂直速度分量也转化为势能,其速度总体也有所降低。这样,空气分子具备的动能就大幅下降,对外产生的撞击力也会大幅下降,形成的气压、气温也必然随着下降。高空空气具有的低撞击能量已经不能击碎水蒸气与水蒸气的吸合,因此,高空就产生越来越多的小冰晶、雪粒子。
在“重力”的作用下,本来速度就变慢的水蒸气分子、小冰晶就剩下一条路,即不约而同的异路同归,全都慢慢的向一起集中,并开始慢慢下坠、下落。在下落的过程中,吸力较大的水分子有可能聚集到一起,越来越多的水分子能够越聚越大,最终大到一定程度,稀薄空气分子的浮力难以支撑其在空中悬浮,这些大块的冰晶、雪粒落向地面,形成雪花飘飘。
可见,要增加高山的冰雪,创造新的水源,第一需要高山的环境,第二,需要把大量的水蒸气送到高山。
我们的国家,具备创造新的水源的独特的优势。
首先地球的屋脊--青藏高原就在我国境内,我们具有得天独厚的地利条件。其次,每年印度洋的夏季季风,会把大量的水蒸气吹向青藏高原,我们也具备独特的天时条件。我们只要搞好人和这个条件,就能够产生更多的水蒸气。建议在印度、孟加拉国、缅甸等国家,在印度洋的沿海地区(或者靠近青藏高原的地方,比如尼泊尔境内,这样可以减少沿途地区因为过多的水蒸气而造成降雨量大的影响),设立具有大量的菲涅尔透镜的蒸发站,在夏季季风来临的时候,产生更多的的水蒸气,在季风的吹动下,把更多的水蒸气吹送到青藏高原,形成更大面积的冰雪地带。一定面积的青藏高原的冰雪,在阳光的照射下,每日形成基本固定的水量,沿河流细水长流的向四周流淌,不会形成暴雨,也不会形成山洪。这样,这些水能够最有效的得以利用。
或许,我们采用这个方法可以为青藏高原周边各国增加更多的水源。当然,这个方案也要进行充分的灾害影响的评估,或者采取一些方法和措施,来减少降雨灾害的影响。最主要的措施我想应该是密布、联通、扩深河道,保证河流畅通吧
另外,每年北冰洋的冬季季季风,会把大量的水蒸气吹向北方内陆,形成降雪。我们同样可以在北冰洋沿海地区,建立蒸发站,形成大量水蒸气,并顺冬季季风吹向内陆,形成冬季的鹅毛大雪。
蒸发站的建立需要大数据,需要根据大量的气象云图,季风线路等找出规律,以及精准的定位,我们才能确定蒸发站的具体地点以及数量。我国最近发射了不少气象卫星,我们有能力获得这些大数据。希望在大数据的帮助下,我们能够准确、快速的实施再造水源计划。




楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-03-27 19:57:08 +0800 CST  
终于结束有关中微子的回顾。
在了解了中微子的基础上,以下正式进入力之源。
让我们更清楚的看清力的本质。

有一些思考内容还未完整的理顺清楚。
便想边写,更新的速度会比较慢。
有兴趣者请耐心读下去。
楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-03-28 19:51:38 +0800 CST  

11.3再议磁力的本质:磁力就是中微子的动能差的外在表现

11.3.1再议磁力的形成
我们在《9.9.5.3探讨:磁力的形成》以及《11.2.8.8.3探讨:造成物体相互靠近的动力是压差》分析到:……我们知道,大气压强就是单位体积内空气分子的撞击能量。古时候,在马德堡八匹马拉铜球的试验让人们亲眼目睹了大气压的威力。
同样,水也有水压。我们都知道水不易压缩,会将压力向四周传递,在每个接触面上,都存在着同样的压强。两只相距较近、同向、快速行驶的舰船,由于两船之间的水流被挤压快速向后流去,两只船之间的水对两船内侧的压力比两只船外侧对船体的压力少,在两船内、外侧的水压压差的作用下,两船就会自动向对方靠拢,最终会撞到一起。
在我们四周,有各种气体、液体围绕着。或者,我们肉眼可见的;或者可以观察到、可以感觉到的。它们互相碰撞产生了我们能感受到的压强。那么,无处不在的中微子,在天地间、万物中无所不在,同时又以接近光速运行,它们产不产生压强呢?它们的压强表现在哪呢?
空气压强可以把铜球压在一起,八匹马也拉不开;水流压强可以把两只船挤压到一起,那磁铁的相互吸引是不是中微子压强的挤压作用呢?
从理论上分析,如果两个半球之间存在了“真空”(即没有空气),大气压会把半球压在一起,如果两个磁铁之间存在“真正的真空”,不仅没有空气,连无处不在的中微子也没有,那么,磁铁周边的中微子会不会把两个磁铁压在一起呢?这是否就是磁铁的异极相互吸引呢?
同理,磁铁的同极相斥,是因为两个磁铁之间的中微子能够聚集、膨胀起来,不但不形成真空,反而由于中微子的大量聚集,会形成大的压强从而把两个磁铁分别向两边推。
从道理上来讲,这个理论可以成立。那么,磁力的具体形成过程是啥呢?……


楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-03-28 19:52:08 +0800 CST  
11.3.2探讨:陀螺不倒的原理

陀螺指的是绕一个支点高速转动的刚体。陀螺是中国民间最早的娱乐工具之一,也作陀罗,闽南语称作“干乐”,北方叫做“冰尜”或“打老牛”。河北吴桥地区被称为bo。
形状上半部分为圆形,下方尖锐。从前多用木头制成,现代多为塑料或铁制。玩时可用绳子缠绕,用力抽绳,使直立旋转。或利用发条的弹力旋转。传统古陀螺大致是木或铁制的倒圆锥形,玩法是用鞭子劈。现代已有用发射器发射的陀螺。当然,还有一些“手捻陀螺”十分普及。陀螺,是青少年们十分熟悉的玩具。风靡全世界。中国是陀螺的老家。从中国山西夏县新石器时代的遗址中,就发掘了石制的陀螺。可见,陀螺在我国最少有四、五千年的历史。
◆国语日报字典:儿童玩具,下端有尖针,绕上细绳,急甩出去,在地上旋转。
◆新辞典(三民书局):木制的儿童玩具,形状像弹头,用绳子从尖脚(可用竹、铁制成)绕向上部,再以尖脚向地抛下,快速抽拉绳子,陀螺就会直立旋转。
◆辞源(远流出版社):陀螺者,木制,如小空钟,中实而无柄,绕以鞭之绳,卓于地,急掣其鞭。一掣,陀螺则转,无声也。视其缓而鞭之,转转无复往。转之疾,正如卓立地上,顶光旋旋,影不动也。
◆《玩游戏》的注解:任何东西,只要在重心的地方,插上一根棒子,再旋转棒子,来带动整体的旋转,那就是陀螺。
◆以上各种解释,是以传统陀螺为例子所做的注解,若对现今多种多样的陀螺来说则较为狭义。陀螺在全世界许多民族都有类似的旋转玩具,但是经过现代科技的研究改良,已经开发出各种千奇百怪的形式,并赋予各式各样的功能;诸如,制作陀螺的材料已不再局限于木头、磁浮陀螺不需要接触到地面、手捻陀螺并不需要绳子、响陀螺可以发出声音来、战斗陀螺作成扁圆体等,均已超越了传统陀螺定义的范畴。因此认为陀螺广义的解释宜定义为:任何物体只要能以其重心为支点,受力後能保持稳定的自身旋转状态,则可称之为陀螺。


11.3.2.1陀螺历史
在1700多年前的晋代,中国还出现了另一种有趣的玩具——竹片蜻蜓。这种玩具18世纪传到欧洲后,被西方人称为“中国陀螺”,可见,真正的陀螺比这更早到传到了国外。
为什么把竹片蜻蜓叫做“中国陀螺”呢?原来正式提出“陀螺”这个术语的,是19世纪中叶的法国物理学家博科。在英语中,陀螺就是“回转体”的意思。陀螺是在地上转的回转体,竹蜻蜓是在空中转的回转体,所以竹蜻蜓也可以说是一种陀螺。
这样看来,凡是回转体都可以看作是陀螺。像我们玩的空竹,杂技里的转碟、耍盘子、扔帽子,飞速旋转的芭蕾舞,都是利用了陀螺原理。我们周围的世界中,到处可以看到陀螺。小到原子,大到地球,都可以看成回转的螺旋。

陀螺的起源因年代久远并无详细纪录可供查考,但是在新石器时代的遗址中出土过陀螺,如江苏常州出土的新石器马家窑文化木陀螺及山西龙山文化遗址中出土陶陀螺;文史记载则多以宋朝时出现的一种类似陀螺的玩具为开端,称做“千千”(或称千千车;那是一个中心轴(铁制)长约一寸的圆盘形(直径约四寸)物体,用手捻在盘中旋转,比赛谁转得久,这是当时身处深宫後院的嫔妃宫女用以打发寂寥时光的游戏之一。 在台湾故宫博物院收藏的宋代苏汉臣(开封人,曾在北宋徽宗宣和画院当过招待,以刘宗古为师,工于释道人物之画,尤其婴戏画更有独创之功力)《婴戏图》中,画面的前方有两个孩童,正打著陀螺玩耍,也证实当时确有倒钟体的陀螺出现,由画面考察, 当时的陀螺应是木制的,像个圆锥体,用绳子缠好了,往地上前抛後扯,陀螺便在地上旋转起来。当它速度慢下来时,再用绳子不断抽打它的侧面,如此便可转个不停。大陆北方的儿童在冬季及早春时节还流行这样的玩法,尤其在结得厚实的冰面上抛打,更别有乐趣。另外一幅苏汉臣的作品《秋庭戏婴》中,有个推枣磨的道具,利用两个枣子,加上一个剖了一半的枣子作成支架而成枣磨玩具,那是一种旋转、平衡的游戏,游戏时,谁能让枣磨保持平衡、转得久,谁就获胜;这幅画也能证明当时已有多元的陀螺玩具型态出现。明朝《帝京景物略》记载,陀螺者,木制如小空钟,中实而无柄,绕以鞭之绳而无竹尺,卓于地,急掣其鞭。一掣,陀螺则转,无声也。视其缓而鞭之,转转无复往。转之疾,正如卓立地上,顶光旋旋,影不动也。其小空钟形体、中实无柄、绕以鞭之绳等描述,证之明代晚期的陀螺已跟今日的鞭打陀螺无异;当时刘侗、于奕正合撰的《帝京景物略》一书中,就提到一首民谣:杨柳儿青,放空钟;杨柳儿活,抽陀螺;杨柳儿死,踢毽子……由此可见,在明朝时期,陀螺这个名词已正式出现于词语上,陀螺成为中国民间儿童们大众化的玩具,且从文句中也可发现,民俗童玩的玩法是具季节性的,打陀螺成为春天的一项流行活动。
而随着时间的演变,陀螺也有崭新的样式与玩法,是许多人共同的心灵记忆,更洋溢着真挚的乡土情怀,包括笔者在童年时期,陀螺都是我们那一年代最热爱的童玩游戏之一,尤其钉干乐游戏,更是大家最热衷的玩法,大伙儿们把陀螺的轴心磨成各种形状,为的就是能把对手的陀螺劈打成半,而自己的陀螺能继续旋转,才是最后的赢家。
一般常见的传统陀螺,大致是用木头、塑胶或金属制的倒圆锥形状,前端大多为铁制材料,玩者会因不同方式的玩法,将陀螺钉制作成圆柱形、斧头状或尖锐形…,但经时代的演变,科技的改良,大家玩的陀螺花样百出,且玩法创意多变,已有各式各样的材质与形状出现。一般来讲,年纪较小的孩童可先从小陀螺玩起,小的陀螺玩具上面有一根突起小木棒,利用像宋朝那样的玩法用手来旋转;稍大的孩童便玩木制陀螺,木制陀螺的材质十分重要,通常是选用硬材,如樟树、番石榴树或龙眼木等。而打陀螺的绳子则要结实,且不会滑动,一般打陀螺的线是用绵绳或细麻绳最合适。钉子的种类则是针形的钉子或前端为圆柱体者,最适宜旋转,也有长菱形的剑钉旋转和劈打都可以,而三角形的斧头钉则只专用劈打别人的陀螺,自己却不太会旋转。在木陀螺方面,由于成年人的参与以及年龄层的分布较广,陀螺愈玩愈大,从数十公克到一百多公斤都有人在玩,若是再结合其它道具(例如:呼啦圈、飞盘、骑单车、溜冰……等)共同演出,更是让人耳目一新。

一般人认为打陀螺都是利用木制陀螺来抛掷,即利用棉绳缠绕陀螺后,用手施力将陀螺抛出后,以陀螺钉为轴心旋转的玩具;另外,在大陆地区也有人利用鞭打陀螺的方式,使其继续旋转;而有些厂商为了推广陀螺技艺,增加学习者的学习动机,别出心裁,改用其它方式(利用斗笠、废轮胎、弹簧、摩擦原理、单头铃、齿条…等),制作出许多新颖的陀螺相关童玩作品,而且甚至在陀螺身上加装电池及七彩灯炮,让陀螺旋转起来,发出绚丽多姿的彩光,以吸引打陀螺者的目光;另一方面,有的厂商为了使陀螺旋转时发出响亮的声音,将陀螺身挖成中空,陀螺侧身有一长条状小空隙,特殊之处即在这里,当陀螺旋转时就可发出蜂鸣的响声,所以陀螺经过匠工的巧思琢磨,历经时代的演变,科技的改良,已有各式各样的材质与形状出现,所以陀螺经过匠工的巧思琢磨,不只老少咸宜,也更好玩更臻完美。
检视传统的民俗技艺项目,乡土童玩的种类众多,例如打陀螺、踢毽子、跳绳、扯铃等,这些自古流传的玩具和游戏,有些被继续保存下来,有些则随着时代的演变,经过改良创新变成好玩的益智玩具。因此,从古至今试做比较,不同年代的童玩发展虽不尽相同,但都带给孩童们欢乐的童年时光,增添许多回味无穷的童年记趣。

11.3.2.2分类玩法
陀螺的种类很多,玩法也有不同,依照材料的分类,分别介绍如下:
1)叠罗汉陀螺
玩法一:超控牵引 跑、跳、撞、叠,随心所欲,想怎么玩就怎么玩!
玩法二:创意布阵
第一关:绕障碍
第二关:保龄球
第三关:跳龙门
第四关:对对碰
第五关:叠罗汉
第六关:闯迷阵
第七关:巧布阵

2)纸陀螺
由于纸陀螺的体积小,所以只要利用大拇指和食指,紧紧地握住纸陀螺的轴柄上端,急速捻转放在桌上,纸陀螺就会单脚独立旋转起来。
3)铜钱陀螺
铜钱陀螺的玩法也和纸陀螺相同,用手捻,就可以旋转了。
4)线轴陀螺
线轴陀螺的玩法,也是利用手捻的方式就可以旋转了。
5)竹陀螺
先将粗棉线穿过竹片,然后缠卷在竹柄上,要注意,应该由上而下绕。等到缠好了以后,一手执线端,向后抽,一手执陀螺及竹片,向前推,两只手同时用力的时候,陀螺就会向前冲过去,而且发出嗡嗡的声音。

6)木制陀螺
超小型陀螺的玩法,是用手拧,一般孩子抽陀螺的方法有两种。第一种是水平抽法,这是弯身从身侧把陀螺往前抛,当陀螺离手后,绕在手上的绳尾,迅速的向后一抽,陀螺就会沿着地面,水平的旋转前进。第二种是垂直抽法,是将陀螺高举过顶,由上向下,边抽边打的一种手法,这是「杀手」动作,如果不会,就无法处置别人的「死陀螺」,容易吃亏,会这一种打法才能参加比赛,赢得胜利。
一般孩子们玩陀螺有两种比赛方式。
第一叫做分边法,是将参加的人分成两组,然后大家一起抽陀螺,看看那一组的陀螺先倒在地上。会打的人,陀螺就会在地上旋转得比较久。不会打的人,陀螺很容易在地上乱滚,或是转得不久。倒在地上的陀螺,就称为「死陀螺」,只有任由对方劈击宰割了。输的这一方,为了避免自己心爱的陀螺,被对方钉宰,可以掉换一个小而硬的陀螺来代替。这时,赢的这一方,用自己的陀螺,高举过头,对准目标,向下猛击。
第二是画圈法,在地上画一个圆圈,圆圈的中央,再画一个小圆圈,各人轮流将自己的陀螺往圈子里打,使陀螺能旋转出来。如陀螺已固定在一点上旋转,这时,可用绳子将它圈出来,只要到达圈外还在旋转,都不算它「死」。如果陀螺停止在圈内,或一抽下去就不动了,都算「死」了,要放在当中小圆圈内,任别人处罚。若处罚别人的陀螺也停在圈内,照样要放在小圆圈内,任人处罚。如果很幸运的没有被击到,或是被击到而没有被分解,可以拿出一个陀螺,用水平抽法,将自己那个小圆圈内待死的陀螺击出圈外。
中小型及大型陀螺的玩法和小陀螺是不一样的,必须先缠譝。右手将绳头圈过陀钉,用左手压住,再用右手沿钉向外绕绳,要缠满陀身,再双手搬起陀螺,斜空里往地上掷去,同时迅速用力抽回绳子,使陀螺在地上旋转起来。

7)塑胶类陀螺
玩的时候,将弹簧绞紧后,按中间的钮,下节的响螺就会脱离,而旋转在桌上或地上,也非常有趣好玩。塑胶橡筋陀螺也是塑胶做的,陀螺像一个小飞碟一般,但上下各有一轴,利用橡皮布的拉力,将陀螺固定在手枪形的发射器上。玩的时候,左手转动陀螺,使橡皮筋绞紧,放松板筋之后,陀螺就固定在发射器上,再用食指轻扣板机,陀螺就会旋转。

8)金属陀螺
玩法是,用一根棉线,缠绕陀螺中间的轴,然后迅速一抽使之旋转,再将放置在一个支架上,不但中间轴心飞快的旋转,整个陀螺有如雷达天线一样,作三百六十度的转动,所以也叫雷达陀螺。

9)重金属陀螺
此陀螺和纸陀螺的玩法一样,但是所用材料不一样。

11.3.2.3现实应用
陀螺以其多变的玩法,依然受到广大朋友的喜欢。陀螺已经不单单是作为玩具这么简单了,它的重要性在于:科学家根据陀螺的力学特性研发了一种科学仪器-陀螺仪,广泛运用于科研、军事技术等领域中。而且陀螺仪的种类也相当多。下面介绍几种常见的陀螺仪。

1)激光陀螺:是一种较为先进的陀螺仪,其原理是利用旋转时环型激光器发出的两道光束之间的频率差来测定角度、方位等。激光陀螺仪被用于舰船、飞机等的导航和跟踪。
2)光纤陀螺仪:光纤陀螺是继激光陀螺后的新一代陀螺仪,其原理类似于激光陀螺仪,但与激光陀螺仪相比,光纤陀螺仪没有闭锁问题,也不用在石英块精密加工出激光,成本较低。各国都在努力研发光纤陀螺仪。
3)陀螺主要运用于测定角度(倾斜度),速度,方位等。根据其用处不同,陀螺仪又可分为速率陀螺和陀螺测斜仪。速率陀螺仪主要用来测量被测物体转动的速度以此推算出相应的数据,来达到测量的目的。陀螺测斜仪是用来测量钻孔斜度和方位,主要运用于矿区、油田等。

11.3.2.4陀螺制作
1)纸陀螺
纸陀螺的大小不拘,可以随意制作。制作方法是,用圆规在表纸上画三个圆圈,再将圆圈用剪刀剪下来。剪好之后,在一个圆圈上,画上自己喜欢的图案,然后在图案上着色。再将三个圆用胶水重叠在一起,黏好,再压平。然后再用锥子在圆心的地方,钻一个小孔,再用牙签或削好的尖形竹筷子,穿过圆心,尖端朝下,就完成了。

2)铜钱陀螺
铜钱陀螺,材料有铜钱、小木棒和纸。它的制作方法是,先用牙签或小木棒,沾些胶水,紧紧地卷上纸条儿,但是要注意,这个厚度必须和钱孔或是铁片小孔的大小刚好密和了。

3)线轴陀螺
线轴陀螺制作材料有线轴、小木棒、纸、锯子。首先将线轴的一端锯断,注意要锯得光滑才行,然后着上彩色图案。再将竹筷子的一段,其中的一端削尖削圆,卷上纸条儿,同样的,纸的厚度一定要和线轴中央的小孔一样大,才不会松落。卷好之后,将木棒塞入线轴的孔内,注意要塞紧,而且要保持轴心的垂直。

4)竹陀螺
竹陀螺是用竹子做成的,因为它是空心的,竹管上有小孔,转动的时候,会发出嗡嗡的声音,也有人称它为地铃,或是「竹制响螺」。由于它和普通陀螺的形状不同,有一根轴柄,所以又称之为「有柄响螺」。它的制作方法是,先锯一段直径约5公分,长6.5公分的竹管,在竹管上挖一宽0.5公分,长3公分的小长孔,做为发声之用。
再削一支竹棒做轴,然后用薄木板做成两块圆板,圆板的直径,大概是跟竹管内壁的圆周是差不多的,再将两块圆板中央挖洞,用强力胶紧黏在竹管内壁上下,再将竹轴穿插木板中央,要注意竹轴下端短而尖,而上端比较长。另削一竹片,并钻孔,用一长棉绳穿过竹片小孔,缠在竹棒上就可玩耍了。

5)木制陀螺
木制陀螺也是中国传统的陀螺。木陀螺是一种钟形,而能在地上转动的玩具,利用坚硬的木材,像蕃石榴、龙眼等树的树干做成的。过去孩子们所玩的小型陀螺,都是孩子们自己削制而成的,可以获得一种成就感,和一种自我创作成功的快乐。由于工业的进步,有很多大型或特大型的木陀螺,都是用机器车床制造的,没有一定的规格,通常以重量来决定陀螺的大小。
木陀螺的种类依体积大小来说,木陀螺大致可分为以下七类:
* 超小型陀螺:直径在1公分左右,体积比手指头还要小。
* 小型陀螺:直径在4到5公分左右,通常十岁以下的孩子所玩就是这种。
* 中小型陀螺:重量在10公斤以下,小学五、六年级的同学可玩这种陀螺。
* 中型陀螺:重量约15公斤至三十公斤以内,13岁以上的孩子可玩这种陀螺。
* 大型陀螺:直径在45公分以上,重量在31公斤以上,是一种适合成年人玩的大陀螺。
* 特大型陀螺:重量在50公斤左右。
* 陀螺王:重量高达70公斤以上。桃园大溪的陀螺王,最高记录已有187.5公斤。

小型木陀的分类,继续要介绍的是小型木陀的分类。因功能的差异分为下列三类:
* 针钉陀螺:尖端为钉形或圆珠形,适宜旋转。
* 剑钉陀螺:尖端成剑尖形,不但适宜于旋转,而且兼有劈击的功能。
* 斧钉陀螺:尖端像斧形,用力劈击时可以将别人的陀螺分解成两半,所以有「杀手」陀螺之称。
6)塑胶弹簧陀螺,这种陀螺是塑胶工厂所制造的,整个陀螺分成上下两节,上节是按钮和弹簧装置,下节是有孔响螺。


楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-03-29 19:46:07 +0800 CST  

11.3.2.5陀螺原理
陀螺在旋转的时候,不但围绕本身的轴线转动,而且还围绕一个垂直轴作锥形运动。也就是说,陀螺一面围绕本身的轴线作“自转”,一面围绕垂直轴作“进动”。也即陀螺并非垂直立于地面之上,而是对地面法线有一定的偏离,向地面有一些倾斜。所以重力对陀螺的力矩不为零,而陀螺的进动角动量可以平衡重力矩的作用,所以陀螺在旋转时不会倒向地面。陀螺围绕自身轴线作“自转”的快慢,决定着陀螺摆动角的大小。转得越慢,摆动角越大,稳定性越差;转得越快,摆动角越小,因而稳定性也就越好。而且陀螺的外形也对陀螺的进动有影响。 这和人们骑自行车的道理差不多,其中不同的是,一个是作直线运动,一个是作圆锥形的曲线运动。



11.3.2.6打法技巧
掷准陀螺(以顶部直径二点五寸至三点三寸陀螺最为称手)
①缠绳:钉朝上,惯用右手者朝顺时针方向缠绕(惯用左手者方向相反),预留一小段,打个单结,以供握绳(或缠绕在指头上)。
②持法:钉上或左顶下或右,以大拇指、食指、中指倒拿虚握顶部。
③抛法:距离由绳长加臂长之长度来取舍,手臂朝著目标处摆动,陀螺离手後中指指向目标处之方向,力道则有赖于不断练习经验的累积。
打大陀螺
(补)
①缠绳:钉朝上摆放,依陀螺尖长短缠绕二至三圈,再由陀螺尖往陀螺身由上而下缠绳,依序拉紧,约逾三分之一最佳。
②上陀螺:采一手持绳扣住陀螺顶部圆周处,另一手持陀螺尖处,抱起陀螺靠腿,陀螺尖朝前向下预备。抛陀螺之际,持陀螺尖处之手立刻离开,另一持绳扣住陀螺顶部圆周处之手顺势打转,产生旋转动力,随即两手交互扯绳,使陀螺不致倒地。反方向收绳快跑,勿回头,等绳拉完即成。



11.3.2.7陀螺保存
陀螺宜存放在阴凉通风处,避免日晒龟裂及潮湿发霉,必要时宜运用冷气机或除湿机将存放场所除湿;铁制部分则要适时给予上油保养(不宜太多,以免缠绳不易);绳子感觉变硬时,则应泡水搓洗、甩打一番(以除去砂粒尘土)後阴乾。
陀螺是中小学生熟悉一种玩具。一只小小的陀螺在桌面上飞速地旋转着。单见它立定一点,一面绕倾斜于桌面的轴急速自转,另一面自转轴又宛如锥体母线般绕着过定点而垂直于桌面的轴线,缓慢而稳定地做公转运动。
陀螺旋转的时候为什么不会倒?在千万个玩陀螺的人中,能正确回答出这个问题的,大概不会太多。的确,陀螺的转动是十分有趣而神秘的。
陀螺在科学上有很高的研究价值。把旋转着的陀螺抛向空中。它能使自己的轴保持原来的方向。陀螺的这一特性,被用来制造定向陀螺仪,广泛用于航海、航空和宇宙飞行之中。

陀螺,俗称「干乐」,它是一种钟形,木制,能在地上转动的玩具。抽陀螺,是一种相当古老,现代人仍然很喜欢的游戏。我国在宋朝时,就已出现一种类似陀螺的玩具,叫作「千千」。「千千」是个长约三公分的针形物体,放在象牙制的圆盘中,用手撑著旋转,比赛谁转得最久,这是当时深宫宫女,用来打发深宫内无聊时光的贵族游戏,而「陀螺」这一名词,最早是出现在明朝,至於陀螺究竟是否由「千千」演变而来,今已不可考了。


11.3.2.8玩法规矩
玩法(一)
陀螺的打法及玩法相当多样,但较常见的打法则有两种:
一、水平法:弯身从身后翻转手腕,将陀螺往前抛再往后一拉,陀螺就会沿着地面水平方向向前旋转。
二、垂直法:将陀螺从头顶上用力往地下甩,陀螺就会从天而降旋转不停,这种打法通常都用于「钉甘乐」时。
至于陀螺游戏则会因地域性不同而有不同玩法,现简述如下:
一、陀螺相扑
l、准备一个硬纸盒(有开口的),装喜饼的盒子最佳。
2、将纸盒放在地上,在离纸盒3~5公尺处划一条线,当作起点。
3、此游戏一次两人玩,猜拳决定先后顺序,两人均退到线后,先后将陀螺打入纸盒中,由于两个陀螺都在纸盒中高速旋转,因此碰撞时就会有一个被撞出盒外,陀螺被弹出者就输了,若其中一人未将陀螺打入盒中,也算输。
二、自由抽打
1、每个在空地上自由选择地方,将自己的陀螺旋转起来。
2、陀螺最快停下来的人为输,必须将陀螺钉在地上,让其他人攻击,由陀螺旋转最久的那一位开始,将他的陀螺对准放在地上的陀螺打下去,这时候若陀螺的质料较差,就会从中一裂为二,如果陀螺从中裂开,钉子掉下来,这根钉子便属于打掉它的人所有,此时就可以重新再玩新局。
3、若经过所有人钉打,陀螺仍完好如初,下一次再玩输时,这个人就不需再拿出陀螺被人攻击了(有一次豁免权)。
三、臭头鸡仔
1、在地上画一个圈圈,直径约30公分左右。
2、参加游戏的人需各拿出一个陀螺放在圈圈中,猜拳决定先后次序。
3、第一位先拿起陀螺往圈圈中抽打,利用技巧及陀螺旋转的力量,将圈圈内的其他陀螺打出圈外,若「救」出一颗陀螺,就可以继续抽打,但若自己抽打的陀螺不小心留在圈圈内,则丧失比赛资格。
4、由于陀螺装有钉子且是高速旋转,被救出的陀螺往往已遍体鳞伤,有如鸡群中常被同伴欺负、啄头的鸡仔,因此称此项游戏为「臭头鸡仔」。
四、钉甘乐
1、在地上画一个圈圈,直径约30公分左右、中央再画一个小三角形。
2、参加者猜拳决定先后顺序,轮流将陀螺往圈圈中打下,陀螺的着地点必须落在圈圈中,否则就算失效。
3、陀螺不但打入圈圈中,还要利用其旋转的力量,转出圈圈外才算成功,若陀螺王固定在圈圈中旋转,没有移动的迹象,在陀螺未停止前,还可以用绳子把它勾出圈外,在到达圈外时陀螺仍在旋转才算成功。
4、如果陀螺停在圈内甚至一抽打下去就不会旋转,都算失败,这时候得将陀螺钉放在圈圈中央的小三角形内,让别人攻击。
5、若自己的陀螺被关在三角形中,还可以拿起自己的第二颗陀螺,用玩「臭头鸡仔」的方式,将自己的陀螺救出。
玩陀螺
五、定点陀螺
1、在地面或桌子上放一个圆盘(最好是铁制)。
2、在离圆盘一公尺处划一条线,当作打陀螺的起点。
3、每一个人从此起点将陀螺往圆盘中抛掷,能将陀螺抛入圆盘中转动者,就算成功,失败者就淘汰,如此第二、第三回合重新比赛,起点均往后移30公分(一尺)。
4、最后离圆盘最远者,又能将陀螺打入圆盘中者为优胜者。
六、翻山越岭
1、在地面上摆放十个盘子(铁制),排成一排。
2、将陀螺打在第一个盘子上,待陀螺在此盘中转动时,将盘子拿起,并把陀螺倒入第二个盘中。
3、依此方法倒入第三、第四...直到第十个盘子为止。
4、测量所花费时间,时间用的越少者为优胜,若半途陀螺停止转动,则取消资格。
当然打陀螺绝不止这些玩法,许多规则都可以自订,只要参加游戏的人都愿意共同遵守就可以。宜兰县三星乡,宁明国小的虞进鸿老师就深入研究、订定出不少陀螺玩法及规则,该校四年级以上的学生人手一个,创新许多陀螺打法如:保龄球打法、背后抛打、用脚弹打、身体侧后打法、双手双绳打法等。学生们更为这些打法取了许多有创意的名称,如“脚踢乾坤”、“过山洞”、“下金蛋”、“出其不意”、“泰山压顶”、“如来神掌”提升陀螺的文化。

玩法(二)
一、画圈圈
在地上画一个圈圈,直径在一步到两步之间,圆中间再画一个三角形,每个人把自己的陀螺往圈圈里打,并让陀螺自己旋转出圈外来。有时陀螺会固定在圈内不移动地旋转,可用绳子把他圈住勾出圈外,只要到达圈外还在转就算活。如果停止了,就要放在三角形内,任人敲击处罚。
二、分边
一边轮流一人,把陀螺抽在地上,直到有人失败为止。失败的陀螺,就放在地上任人打击,挨到对方陀螺停止时,才可以换对方攻打。
三、持久比赛
同种类陀螺,同时间打下,看谁转动的时间最久,就是胜利者。
四、掷远比赛
在地上画个小圈圈,然后每个人的陀螺先要打在圈圈内,在跳出去,跳出去的陀螺必须是还在旋转者才算成绩,用卷尺测量,离小圆圈的圆心最远者就是胜利者。
五、定点比赛
在地上或椅子、桌子上放一个圆盘〔可用圆形饼干盒盖子代替〕,然后离圆盘五十公分处,画一条线当起点,每一个人,从这一条起点线往圆盘抛拉,能进入圆盘内旋转者就算过关,失败者被淘汰。
六、撞击比赛
以相同大小的角力陀螺为佳。
七、套圈比赛
套圈比赛所用的陀螺,以上轴长下轴短为佳。找中央有圆洞孔的薄形胶圈,或薄铁圈。当陀螺旋转时,赶快把手中的圈圈套入上轴中心,一次一个,一直到陀螺停止为止,看谁套入最多,谁就获胜。
八、打过溪
开辟地两边各画一条线宽约50公尺至100公尺(看场地人数而定),两人以上到10、20位数可以玩。先比赛转快倒的人当鬼。从甲打到乙地,前进任何人如打鬼本身陀螺不转就要交替当鬼被打到对岸。每人可以用陀螺钉鐹十下。

楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-03-30 19:44:51 +0800 CST  
11.3.2.9陀螺效应
重力对高速旋转中的陀螺产生的对支撑点的力矩不会使其发生倾倒,而发生小角度的进动。此即陀螺效应。一言以蔽之,就是物体转动时的离心力会使自身保持平衡,重力的作用与离心力相比已变得不值一提了。
中文名 陀螺效应
产生的对支撑点的力矩不会使其发生倾倒
释 义 旋转的物体有保持其旋转方向惯性
内 容 质点系对某定点动量矩矢端的速度

11.3.2.9.1简介概述
所谓陀螺效应,就是旋转着的物体具有像陀螺一样的效应。陀螺有两个特点进动性和定轴性。当高速旋转的陀螺遇到外力时,它的轴的方向是不会随着外力的方向发生改变的,而是轴围绕着一个定点进动。大家如果玩过陀螺就会知道,陀螺在地上旋转时轴会不断地扭动,这就是进动。 简单来说,陀螺效应就是旋转的物体有保持其旋转方向(旋转轴的方向)的惯性。

11.3.2.9.2陀螺仪原理
现代陀螺仪包括干涉式陀螺仪和谐振式陀螺仪两种,它们都是根据塞格尼克的理论发展起来的。塞格尼克理论的要点是这样的:当光束在一个环形的通道中前进时,如果环形通道本身具有一个转动速度,那么光线沿着通道转动的方向前进所需要的时间要比沿着这个通道转动相反的方向前进所需要的时间要多。也就是说当光学环路转动时,在不同的前进方向上,光学环路的光程相对于环路在静止时的光程都会产生变化。利用这种光程的变化,如果使不同方向上前进的光之间产生干涉来测量环路的转动速度,就可以制造出干涉式光纤陀螺仪,如果利用这种环路光程的变化来实现环路中不断循环的光之间的干涉,也就是通过调整光纤环路的光的谐振频率进而测量环路的转动速度,就可以制造出谐振式的光纤陀螺仪。从这个简单的介绍可以看出,干涉式陀螺仪在实现干涉时的光程差小,所以它所要求的光源可以有较大的频谱宽度,而谐振式的陀螺仪在实现干涉时,它的光程差较大,所以它所要求的光源必须有很好的单色性。
陀螺仪器最早是用于航海导航,但随着科学技术的发展,它在航空和航天事业中也得到广泛的应用。

陀螺仪原理
仪器不仅可以作为指示仪表,而更重要的是它可以作为自动控制系统中的一个敏感元件,即可作为信号传感器。根据需要,陀螺仪器能提供准确的方位、水平、位置、速度和加速度等信号,以便驾驶员或用自动导航仪来控制飞机、舰船或航天飞机等航行体按一定的航线飞行,而在导弹、卫星运载器或空间探测火箭等航行体的制导中,则直接利用这些信号完成航行体的姿态控制和轨道控制。作为稳定器,陀螺仪器能使列车在单轨上行驶,能减小船舶在风浪中的摇摆,能使安装在飞机或卫星上的照相机相对地面稳定等等。作为精密测试仪器,陀螺仪器能够为地面设施、矿山隧道、地下铁路、石油钻探以及导弹发射井等提供准确的方位基准。由此可见,陀螺仪器的应用范围是相当广泛的,它在现代化的国防建设和国民经济建设中均占重要的地位。

11.3.2.9.3应用举例
直升机
概述
陀螺效应一直伴随着直升机的飞行。例如:要使直升机仰俯,就必须要使直升机左右的升力不平衡而不是使其前后不平衡。基于这种原理下面就来解释遥控直升机的所谓贝尔-希拉操纵方式。
直升机中,主旋翼就是一个大陀螺,它本身具有陀螺效应。当我们改变主旋翼倾角时,直升机的运动状态就会发生改变。但同时,如果用舵机直接改变主旋翼的倾角来控制飞机,问题是很多的。首先,主旋翼倾角的改变需要较大的力矩。如果用十字盘直接控制的话,强大的、交变的力矩将会直接作用到舵机上。这样舵机将会受到很大负荷,操纵精度会严重下降。第二,当直升机受到轻微扰动后,由于陀螺的进动性,直升机将不会恢复原来状态,而是绕着垂线方向进动。
由于重力不通过旋翼头中心,所以造成力矩的产生,从而导致主旋翼发生进动。这个问题是严重的,会直接导致遥控直升机悬停及飞行时无法稳定。基于以上问题,贝尔-希拉操纵方式产生了。
操纵过程
一、初始状态
希拉小翼由于空气和离心力作用,和主旋翼平面平行。此时两片主旋翼升力相等,飞行状态不发生变化
二、外界气流对飞机进行干扰。
当遇到气流时,由于主旋翼的旋转,会导致左、右主旋翼相对于空气的速度不同,从而产生力矩,使飞机偏离平衡位置。
飞机机身及主旋翼平面由于干扰而失去平衡位置。但由于希拉小翼采用 对称翼型,不会受到外界干扰。由于陀螺效应的定轴性,希拉小翼平面保持不变。所以此时主旋翼平面由于与希拉小翼平面有夹角而产生恢复力矩,抵抗外界干扰。这就是贝尔-希拉控制方式的自稳定过程。也正是这个过程,使得遥控直升飞机避免了被干扰后就陷于进动的问题。同时,当直升飞机高速前进时,由于左、右主旋翼相对空气的速度不同,会导致力矩的产生,使飞机抬头的现象也被这种贝尔-希拉控制方式有效抑制,从而有效地提高了遥控直升飞机的可操纵性。值得注意的是,贝尔-希拉自稳定过程不能抑制过强的干扰。原因是希拉小翼旋转平面保持原来运动状态的同时,由于机身的倾斜,小翼与空气平面会产生夹角,从而破坏小翼原来的运动状态。 由于β角的存在,希拉小翼旋转平面会向主旋翼旋转平面方向旋转,最后趋于平行。所以贝尔-希拉的自稳定过程是有限的。还需要其他手段(比如使希拉小翼不太灵敏)来增加稳定性。

飞机
直升机飞行的基本原理是利用主旋翼可变角度产生反向推力而上升,但对机身会产生扭力作用,于是需要加设一个尾旋翼来抵消扭力,平衡机身,但怎样使尾旋翼利用合适的角度,来平衡机身呢?这就用到陀螺仪了,它可以根据机身的摆动多少,自动作出补偿讯号给伺服器,去改变尾旋翼角度,产生推力平衡机身。以前,模型直升机是没有陀螺仪的,油门、主旋翼角度和尾旋翼角度很难配合,起动后便尽快往上空飞(因为飞行时较易控制),如要悬停就要控制杆快速灵敏的动作,所以很容易撞毁,已有多种直升机模型使用的陀螺仪,分别有机械式、电子式、电子自动锁定式。 在理解螺旋桨的陀螺效应之前,理解基本的陀螺运动原理是必要的。陀螺仪的所有实际应用都基于陀螺效应的两个基本属性:在空间和进动上的刚度。这里要讨论的就是进动。
进动是一个自旋转子受到作用于轮缘的扰动力的合成作用,或者扰动。作用一个力之后,合成力在旋转方向前面90度位置生效。
飞机旋转的螺旋桨是一个很好的陀螺装置,这样它也有类似属性。任何时刻施加一个扰动螺旋桨旋转面的力,合成力位于旋转方向的前面90度位置,方向和施加的力是一样的,将导致一个俯仰运动或者偏航运动,或者两种运动的合成,具体依赖于力的作用点。 扭矩效应的这个因素总是和后三点式飞机有关系,也更明显,在尾轮抬起后的飞机起飞摇摆过程中最常发生。
俯仰角的变化和在螺旋桨飞机的旋转顶部施加一个力有相同的效应。合成力在垂直轴的90度位置发生作用,导致飞机向左的偏航运动。这个运动的程度取决于很多变量,其中之一是尾轮抬升后的急转。然而,当一个力作用到转动的螺旋桨的边缘的任何一点,进动或者陀螺效应总会发生;合成力将仍然是在旋转方向上偏离作用点90度的位置。根据力的作用位置,会导致飞机左偏航或者右偏航,上仰或者俯冲,或者是俯仰和偏航的结合。
陀螺效应的结果可以这样说,任何绕垂直轴的偏航导致俯仰运动,任何绕横轴的俯仰导致偏航运动。
为纠正陀螺效应的影响,飞行员有必要适当的使用升降舵和方向舵来防止不必要的俯仰和偏航运动。


楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-03-30 19:45:07 +0800 CST  
11.3.2.10探讨:陀螺不倒的原理

11.3.2.10.1探讨:指向自转轴的作用力产生的反向力矩为零,不影响陀螺的自转

从百度资料中,我们可以看出陀螺的旋转稳定性。即陀螺效应:旋转的物体有保持其旋转方向(旋转轴的方向)的惯性。陀螺的这个倔脾气就叫陀螺的稳定性。陀螺转起来以后总是保持着转轴向上,虽然它脚下很尖却也不倒。
科学界对此一般的解释为:重力对高速旋转中的陀螺产生的对支撑点的力矩不会使其发生倾倒,而发生小角度的进动。此即陀螺效应。一言以蔽之,就是物体转动时的离心力会使自身保持平衡,重力的作用与离心力相比已变得不值一提了。
1)原因一:转动惯量,即旋转具有稳定性。
2)原因二:摩擦力,陀螺的结构及工作特点。由于陀螺的尖端是一个近似的圆球形,当陀螺在旋转时向A方倾倒时,尖端的球面的A侧将和支撑面接触摩擦,这将导致陀螺的尖端向倾倒的方向运动。证据:长脚的陀螺可以在比较粗糙的平面上平稳的旋转,但是在光滑的玻璃面上将不停的跳动,以获取更多的摩擦力,如果在玻璃面上涂润滑油,它不但不能运转的平稳反而更艰难。 实验验证:超导体的碗中放置一块磁石作为支撑脚,用木头做陀螺,旋转。很快陀螺将头朝下,脚朝上。
这种说法,给我们一种似懂非懂的感觉。陀螺怎样保持自身的平衡,感觉还没说明白。下面,谈谈我们对陀螺稳定性的认识。
从正常情况来看,不旋转的物体,在受到水平的撞击力时,会发生倾斜。随后,在“重力”的作用下,发生倾斜的物体必然倒向地面。那么,旋转的陀螺在受到水平撞击力(作用力的方向,水平指向自转轴)时,产生了倾斜的角度,那它为啥不倒呢?旋转的陀螺具有啥样的特性来抵消、克服重力的吸引作用呢?
我们在前文分析推导出惯性力的公式,在这里,我们试着从惯性力的角度来解释一下这个现象。
“……下面,我们试着从惯性力的角度来分析一下其中的必然性。
根据动量公式Ft=mv,我们可以推导得出惯性力的公式。
因为Ft=mv
所以运动物体变为静止,受到的力F=mv/t= mvv/vt=E/vt=E/L
其中,E为物体的动能;L为被作用距离,即作用在该物体的力,使该物体的动能减少为零。这个力的起作用的过程中,该物体运行的距离。
外力F作用在物体上,使得物体的动量变化从mv变为0。同样,在这段时间内,物体对外也产生一个反作用力,其大小也为F,方向相反。那么,运动物体本身具有的、能够对外作用的、潜在的力,我们称之为惯性力。运动物体潜在的惯性力大小为:F= E/L
这个公式的含义为:物体具有的惯性力与物体的动能成正比,与物体的被作用距离成反比。可见,物体的动能越大,其惯性力越大;把物体变为静止,越短的作用距离,需要的力越大。……”
从惯性力的公式来看,物体具有的惯性力与物体的动能成正比。我们可以把陀螺看成由众多的旋转半径不同、自转线速度不同的一个个质点组成,所有质点的惯性力合力就是这个陀螺的旋转惯性力。从这个角度来看,陀螺旋转速度越快,其整体具有的旋转惯性力越大。别的物体正面与之碰撞时,越不容易改变其运动状态。
当别的物体从正面(作用力的作用线穿过陀螺的中心)水平方向与陀螺相撞时,撞击点处的撞击力与陀螺在该点的惯性力呈90度夹角,那么,这样的撞击力产生的力矩为零,这意味着陀螺可以保持原来的旋转状态,但同时还要产生一个横向的位移或者产生一个倾斜的角度即可。
如果要阻止陀螺的旋转,那么,只要贴着陀螺的边缘部分,反方向给起一个作用力就行。这个作用力与惯性力的方向相反,能够抵消陀螺的旋转惯性力。现实中,我们也有过这样的体验,只要沿陀螺的边缘反方向轻轻一碰,陀螺立马歪倒下来。如下图。


水平撞击对陀螺产生的后果,是陀螺继续转动,但是会产生一个倾斜的角度。这与不旋转的物体,受到水平撞击力后发生倾斜道理相同。那么,为何旋转的陀螺在倾斜状态下,能够保持长时间不到呢?
楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-03-31 19:48:24 +0800 CST  
11.3.2.10.2探讨:微观世界下,漩涡的特性---换向性
对于固态的旋转体陀螺来说,正面弱小的撞击根本不能影响其旋转的状态。气流从正面撞击时,往往在撞击点处,被巨大的旋转惯性力击飞。空气分子会沿着切线的方向飞出去。就像切割金属时,明亮的金属沫被飞轮刀具甩到地面一样。
假设,空气分子沿x轴撞向陀螺,陀螺以z轴为中心逆时针旋转,那么,空气分子就会沿y轴正方向飞出。如图。




固体陀螺出现这样的情况,我们有目共睹,毫不奇怪。这就是巨大的旋转惯性力的作用结果。那么,对于气态、液态的漩涡来说,正面的冲击效果是否依然出现换向的现象呢?
我们认为,当一个漩涡转动起来后,不管是气态还是液态的漩涡,其都具有旋转惯性力。其中最外层的流体分子的轨迹应该不是圆形,而是类似螺旋形,边旋转边靠近中心中央低压区。大量的外层粒子以这种状态涌向中央低压区,造成了最外层粒子的轨迹似乎是圆形。我们暂且认为漩涡最外层的粒子的轨迹接近圆形。(实际上,从俯视图来看,漩涡外侧的粒子的轨迹的确接近圆形。)
由于大量外层粒子具有旋转惯性力,外界流体相对弱小的正面撞击,不会改变漩涡的旋转状态,漩涡中心甚至丝毫不收影响。外界流体粒子碰撞后,大部分会出现沿接触点处的漩涡旋转惯性力方向飞出去的现象。
这就是漩涡的特性,换向性。
漩涡对撞击流体具有换向性,流体分子往往顺陀螺转动的方向被拍打到侧面。拍打到侧面的空气分子,能够形成一道空气墙或者气膜,能够在一定程度上阻止外界各个方向的气流撞击到陀螺。
我们认为,就是这个气墙、气膜,起到抵消、克服“重力”的作用。
在这个过程中,陀螺每次拍打流体分子到侧面的同时,这些流体分子也对陀螺产生一个与旋转惯性力相反的作用力。这个作用力作用于陀螺的边缘部位,方向与旋转惯性力相反,能够有效的阻止陀螺的转动。可见,陀螺是消耗了自身的旋转能量把流体分子进行换向的。

楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-03-31 19:49:01 +0800 CST  
11.3.2.10.3探讨:关于“重力”的起源
在上文,我们分析了陀螺消耗了自身的旋转动能,把前来撞击的流体分子拍打到侧面。这些流体分子具有较高的速度,即具有较高的动能、压强。这使得陀螺周边暂时形成一个相对高压区,周边的空气分子就不能正常流向该区域了。
那么,这个高压区如何抵消了“重力”的作用呢?
我们慢慢捋一捋。
水平转动的陀螺最终也是会倒地的。当水平方向的微弱的气流在陀螺转速变慢,其旋转惯性力变小时,能够轻松将陀螺扳倒。那么,垂直方向,在“重力”的作用下,必定存在向下的气流,这个气流在陀螺转速变慢时,也会轻易而举地把陀螺扳倒。


在陀螺快速旋转阶段,陀螺的旋转惯性力足够大,因此,即便有重力的作用,也不会改变陀螺的稳定旋转、运动状态。同时,陀螺旋转拍打出去的空气分子,也能够在陀螺周边形成一层高压强的气墙、“气膜”,这层气墙、气膜能够抵挡、阻止陀螺四周向下的气流落到、作用到陀螺上。这样相当于没有了垂直方向的向下的气流存在了。此时,有一定倾斜角度的陀螺可以保持稳定状态。那么,为何此时重力不把陀螺扳倒在地呢?难道没有了向下的气流,重力同时就没有了?难道“重力”是这股向下气流的作用结果?
当陀螺变慢时,旋转惯性力变小,拍打出去的空气分子不能形成高压气墙、气膜,不能阻止向下的气流落到陀螺上,陀螺便会轰然倒地。就像水平方向的微弱气流最终导致陀螺倒地一样。
也就是说,我们可以不考虑“重力”的情况下,只要存在向下的垂直气流作用在陀螺上,最终也会使陀螺转速变慢,并把陀螺按倒在地。看来,这股微弱的、向下的气流是可以代替“重力”作用的。那么,在没有“重力”的情况下,其他物质比如苹果在向下的气流作用下,会不会落向地面呢?答案是肯定的,肯定会落向地面。虽然这股气流较小,但是,经过长时间的作用,它一定能够把苹果按到地面的。再比如我们跳到空中,这股气流(或者中微子流)也能够把我们不客气的“压”回地面,并时时压住我们,使我们不能轻易跳离地面。
如此看来,用这股向下的气流(或者中微子流)来代替所谓的“重力”,从理论上是完全解释的通。那么,所谓的“重力”是不是就是气流等流体(包括中微子)流向地面所带来的外观现象呢?这股微弱的向下的气流(或者中微子流)是否经常存在?它又是如何产生的呢?
关于“重力”这个问题,我们随后再专门进行探讨。

楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-04-01 19:53:07 +0800 CST  
11.3.2.10.4小结:陀螺的启示
旋转的陀螺受到撞击力能够继续旋转而不倒地,这让我们意识到地球空气中有一股垂直流向地面的微弱的气流、中微子流。只要克服了这股气流、中微子流,陀螺就可以长时间“漂浮”在空中而不下沉。
同时,也让我们初步意识到,所谓的“重力”,能把苹果吸到地面的“重力”或许根本就不存在,它只是这股气流、中微子流的作用结果。当我们看不到这股气流、中微子流时,我们会认为苹果落地是重力在作用!!!
或许,现代科学发展到了今天,挂在我们面前的那层薄纱已经挡不住背后那巍峨的泰山。我们需要勇敢地摘下这个面纱,真正看清眼前的这个世界。

楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-04-01 19:53:26 +0800 CST  

11.3.2.11探讨:天体进动现象的动力来自于太空中微子的正面撞击
根据上文的分析,我们看出,陀螺自转具有较大的旋转惯性力。在正常情况下,一旦产生了倾斜角度,陀螺会一直保持这个倾斜状态。要想改变这个倾斜的角度大小或者方向,需要一个外来的冲击力。
我们知道,地球自转轴的方向不是固定的。这个自转轴定点的运行轨迹接近一个圆。那么,是什么力造成了地球这个大陀螺在太空中摇摆不定呢?我们如何发现、证明这个力的存在呢?
11.3.2.11.1百度:进动
进动,是一个物理学名词,一个自转的物体受外力作用导致其自转轴绕某一中心旋转,这种现象称为进动,也叫做旋进。
中文名 进动
原理1 陀螺、车轮等受重力而产生的进动
原理2 原子受电磁力的磁矩进动
常见例子 岁差现象、水星进动、减速机等
11.3.2.11.2原理
陀螺、车轮等受重力而产生的进动:高速旋转的物体存在一个角动量,方向符合右手螺旋定则。重力的力矩M=L×F(注意,是叉乘),其方向也符合右手螺旋定则。在旋转体中,角动量方向与转轴方向平行。根据叉乘的性质,力矩方向始终垂直于转轴方向,即始终垂直于角速度方向。而力矩直接引起角动量的改变(可类比力引起速度的改变),所以角动量方向不断改变。又因为力矩始终拉着角动量往垂直于角动量的方向走,所以角动量方向绕轴旋转。转轴划出一个圆形的轨迹。


原子受电磁力的磁矩进动:原子的磁矩与自旋方向相同,所以它在恒稳磁场中受到的磁力矩Г= M×H(M是磁矩矢量,H是磁场强度矢量。叉乘)也可以产生同样的效果,让磁矩和自旋轴进动。
11.3.2.11.3常见例子
1)岁差现象
岁差,在天文学中是指一个天体的自转轴指向因为万有引力作用导致在空间中缓慢且连续的变化。例如,地球自转轴的方向逐渐漂移,追踪它摇摆的顶部,以大约26,000年的周期扫掠出一个圆锥(在占星学称为大年或柏拉图年)。由于这个现象,多年以前北极星并不是地轴的指向,多年以后也不再是了。



2)水星进动
水星的轨道偏离正圆程度很大,近日点距太阳仅四千六百万千米,远日点却有7 千万千米,在轨道的近日点它以十分缓慢的速度按岁差围绕太阳向前运行,称为水星进动。


星体绕太阳每转一圈它的椭圆轨道的长轴也略有转动。长轴的转动,称为进动。经过观察得到水星进动的速率为每百年1°33′20〃,而天体力学家根据牛顿引力理论计算,水星进动的速率为每百年1°32′37〃。两者之差为每百年43〃,这已在观测精度不容许忽视的范围了。为了给这个差异一个合理的解释,曾经成功地预言过海王星存在的天文学家勒维耶预言在太阳附近还有一颗未被发现的小行星。由于这颗小行星的作用,导致了水星“多余”进动。经过多年仔细的搜索,无人发现这颗小行星。看来勒维耶的神算这一次落空了。
按经典引力论,引力是物质间超距作用,物体之间的作用仅仅与物体的质量、相隔距离有关。引力场方程不具有内禀性(即场的方程不决定运动方程),这意味着引力论没有考虑时空对物体运动的影响。广义相对论从时空弯曲出发,建立了具有内禀性的相对引力论。只要考虑时空弯曲的效应,就能很容易地解释水星近日点进动为什么多出了每百年43" 。
3)减速机
一种进动减速机,其技术特点是:输入轴的中段为空心曲轴,该曲轴上的行星齿轮所带的两个圆锥形滚子齿圈分别与设在端盖上的固定中心锥齿轮和设在输出轴上的可动中心锥轮相啮合。该进动减速机具有多齿啮合性能,承载能力高、结构紧凑、体积小、传动效率较高,而且工作可靠。
4)陀螺进动
常见的例子为陀螺。当其自转轴的轴线不再呈铅直时,会发现自转轴会沿着铅直线作旋转,此即“旋进”现象。另外的例子是地球的自转。比如以一个陀螺为例,轻轻拨动沿反时针方向急速旋转的陀螺的右边就会发现陀螺会向前旋转。陀螺旋转时同时进行两边的旋转运动。一种是自己沿着轴旋转的运动,另一种是沿着轴周围旋转的运动。一般旋转式这两个运动会保持均衡,如果拨动旋转的陀螺的一边,破坏了这种平衡,那么为了保持平衡陀螺就会反射似地向前旋转。物理学家们把这种作用称为"旋进性"(陀螺进动)。
这概念容易通过惯性的效果来理解。惯性经常被陈述成运动物体倾向于保持运动。在这例子中,旋转物体的运动是旋转。如果在一个旋转物体上施加外力,物体会通过推回去抵抗外力,但反应延迟了。
陀螺进动在直升飞机的飞行控制上也起着巨大的作用。由于直升机后尾的驾驶能力来自(旋转着的)螺旋桨,陀螺进动起着作用。如果螺旋桨向前倾斜(为了获得向前的速度),它的逆时针运动需要螺旋桨能通过大概90°(决定于螺旋桨的构造)提供静推力,或者螺旋桨在飞行员的右侧。为了确保飞行员的操作正确,当飞行员把“轮转棒”向前推,或当“轮转棒”被向后拉后,再向左推时,飞机有着能把旋转斜盘倾斜到右侧的的矫正连接。
11.3.2.11.4应用
进动能使负荷着巨大扭矩的系结物自己旋松或旋紧。自行车踏板的曲柄在左手位置是左旋的,因此进动能使它旋紧,而不是旋松。在不怕诱导力矩进动的螺丝出现之前,有些汽车左边的轮子用的也是左旋螺丝。
对于三自由度陀螺来说,利用其进动性,可对自转轴的漂移进行修正或跟踪等;对于二自由度陀螺来说,利用其进动性,可测量运动物体的角速度或角加速度。这就是陀螺仪的原理。这些也都广泛地应用于航空、航天、航海等领域。

楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-04-02 19:56:53 +0800 CST  
11.3.2.11.5探讨:地球岁差现象的动力来自于太空中微子的正面撞击
天体在浩瀚的宇宙空间告诉运动着,一刻也不停息。大部分天体都存在自转现象,比如地球、土星、木星等。天体一旦开始自转,就存在较大的旋转惯性力,使得自身的运行状态不容易发生改变。如果要改变天体的倾斜角度大小或者方向,那就需要一个强大的外来冲击力。
地球的自转轴存在一个周期性的变化,其定点的轨迹是接近一个圆,周期为26000年左右。那么,是什么力造成了地球自转轴的倾斜方向发生改变呢?
据百度资料:……岁差,在天文学中是指一个天体的自转轴指向因为万有引力作用导致在空间中缓慢且连续的变化。例如,地球自转轴的方向逐渐漂移,追踪它摇摆的顶部,以大约26,000年的周期扫掠出一个圆锥……
目前,一般认为引起岁差的外力是万有引力。我们认为,这个解释有问题。
其一,地球对太阳的“万有引力”,我们一般认为其作用于地球的中心,地球在万有引力的作用下应该不会产生摇头晃脑的现象;
其二,万有引力定律是否正确有待确认。目前,在宇宙空间中,已经发现在一些星系中,天体与星系中心产生的万有引力不足以保证能够束缚住天体,这些天体就不应该围绕星系中心旋转。为了解释这个现象,科学家们又整出一种物质,这种物质看不见摸不着,但是能够产生足够大的作用力,使得天体不能逃逸出星系,最终围绕星系中心旋转,这种物质就叫暗物质。
暗物质这种说法很遥远,我们无从得知是否正确,但是在太阳系内,就存在万有引力不能解释的现象。比如,当月亮处于太阳与地球之间的位置时,太阳对月亮的万有引力远远大于地球对月亮的万有引力,应该出现月亮不再围绕地球转动的现象。月亮应该直奔太阳,围绕太阳转动才对。于是,科学家们又牵强附会的把太阳、地球、月亮整成一个复杂的系统,从而保证了万有引力正确性。但是,在这两个强大的引力作用下,月亮也很难保证稳定的围绕地球转动的状态,出现偏转、摇摆的现象应该是很正常的。这与月亮超稳定的运行状态不符。
一种理论模型,如果发现其不能解释现状,或许说明该模型是错误的,无论怎样打补丁,都不能完全的解释现状。我们应该有承认错误的勇气,有重新开张的底气,而不应该继续涂胭脂抹粉美化、遮挡错误。
其三、我们把地球看成一个大陀螺。根据上文对陀螺的分析,要使这个大陀螺发生大幅度的摇摆,需要使外力与陀螺自身的旋转惯性力的比值大幅提高,使得外力对陀螺的影响变得更大。要产生这个效果,要么外部冲击力增大,要么地球自转速度降低。但是,放眼宇宙,我们还看不到26000年后,地球处在一个什么样的周边环境,是否受到更大的外部冲击力;同样,如果地球自转速度降低,那么地球气温将大范围下降,将造成另一个冰封地球。对此,我们也没看到这方面的数据,毕竟冰河期的周期大都是千万年级别的。我们只能认为地球本身以及地球周边环境在未来一段时间内,没有啥大的变化,地球的摇摆幅度或许将不会大幅变动。那么,地球自转轴的变化周期为26000年又从何而来呢?
所以,我们认为,地球自转轴的方向发生改变是一个很正常的事情,但是,其变化范围很小很小,其短期的变化周期或许仅仅是1年。如下图。



楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-04-02 19:57:22 +0800 CST  
11.3.3猜测:世上本无磁
盲人摸象这个故事,我们大伙都知道。说的是在不能全部看清大象的时候,每一位盲人都相信自己的所见所闻,而不相信别人的看法。
对于未知的事物,我们每个人的探索,都是盲人在摸象。造成的结果就是明明一头完整的大象,结果被描述成“四不像”。现代科学,也存在着类似的情况,往往用各种不同的名词、概念来描述同一事物在不同场合下的现象。结果就造成了我们对整体事物的不可知,也阻挡了我们对事物的进一步的研究、认识。
磁以及磁力,从本质上来说,是不存在的。我们剥去其华丽的外衣,揭开“变脸”的一层层面皮,就会看到磁力的本质就是中微子压差的外在表现形式,就像大气压强一样。

11.3.3.1探讨:中微子漩涡可用左手定则来表示
最常见的中微子漩涡就是人工电磁场。当我们使用电场形成磁场时,高速的电子流(中微子流)定向流动,就像水中的潜流一样,必然会引起中央部位形成低压区,四周的中微子向中央集中。这就形成了中微子漩涡。那么,漩涡的流向与四周中微子的旋转方向怎样判断呢?
我们认为,可以用左手定则来描述中微子漩涡:左手握住中微子流,大拇指指向中微子的流动方向,那么,其余各指的指向就是四周中微子的转动方向。


从大的角度来看,在宇宙中,中微子形成的漩涡也可以用左手定则来描述吗?
我们知道地球是逆时针围绕太阳公转,地球磁场的方向从北极(磁南极)到南极(磁北极)。在这个过程中,中微子从北极流向南极,四周的中微子与地球公转相同,以逆时针转动。这两个位置关系,正符合左手定则。
如此看来,我们以左手定则来描述中微子漩涡的相互位置关系,还是比较符合实际情况的。

楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-04-03 19:46:46 +0800 CST  
11.3.3.2一张图看懂“磁力”的形成





楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-04-03 19:48:41 +0800 CST  
11.3.3.2一张图看懂“磁力”的形成

楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-04-03 19:49:04 +0800 CST  


楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-04-03 19:49:15 +0800 CST  


楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-04-03 19:49:21 +0800 CST  
11.3.3.3探讨:世上本无磁

我们从以上图示中可以看出,所谓的磁力,就是中微子压差形成的推力或者斥力。在这个过程中,完全可以抛弃磁力的概念。
同理,所谓的电,也是中微子压差的外在表现形式。


楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-04-03 19:49:39 +0800 CST  

楼主:半卷素书看天下

字数:1038503

发表时间:2013-11-01 04:19:00 +0800 CST

更新时间:2019-06-09 14:33:12 +0800 CST

评论数:935条评论

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