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摩擦斜碰撞与Kane难题
刘延柱 2021-4-17 10:36
1 引言 有摩擦存在的斜碰撞现象在生活中十分 常见 。以乒乓球运动为例,选手的每一板抽杀都是摩擦斜碰撞。在工程技术里摩擦斜碰撞也 经常发生 。摩擦和碰撞均属经典力学范畴,但综合这两种概念的摩擦斜碰撞问题却是一个尚未解决的理论难题。 理工科专业的理论力学课程中,一般仅将刚性 ...
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竹排、大黄鸭与船舶稳定性
热度 1 刘延柱 2021-4-12 19:37
小小竹排在幽静的水面上飘浮。站立在竹排上撑篙的 梢工重心高高在上,如同一只倒立的复摆。微风吹过,竹排微微晃动却能稳定不倒(图 1)。 图 1 竹排 船体较窄吃水较深的船舶下水后船体的 重 心往往低于 浮 心,这种船体如同一只以浮心为 ...
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音乐里的力学和数学
热度 3 刘延柱 2021-4-6 20:23
1 交响乐队里的振动 坐在音乐厅里欣赏交响乐。台上的弦乐器、木管乐器、铜管乐器、打击乐器发出不同音色的声音,交混在一起冲击听众的耳膜,使听众感受到音乐的巨大感染力。 各种乐器的声音来自不同类型的振动,可做一下分类: 打击乐器:如定音鼓、木琴、钢片琴都是自由振动,钢琴 ...
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消除摩天楼风载晃动的减震摆
刘延柱 2021-4-1 10:30
赴台旅游过的游客大都去过台北的 101 大楼 (图 1),参观过大楼 里悬挂的巨大的减震摆 (图 2) 。这个 直径 5.5 米, 重达 660 吨 的巨大钢球由 4 根粗钢索悬挂在 88 层与 92 层之间, 形成一个大单摆。 ...
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碑漏:失传七百年的机械钟
热度 4 刘延柱 2021-3-29 09:35
不久前从央视4台 “远方的家” 播放的 北京钟鼓楼展出 “碑漏” 得知,除 日晷、 铜壶滴漏、水运仪象台等 计时仪器 以外,我国还有另一项重要的古代发明创造。为此对博文 “ 机械钟:永不停息的自激振动” 应做些补遗。 据报导,碑漏作为计时仪器曾在 唐、宋、金、元 时期使用。 南宋薛季宣著 ...
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不倒翁、阿诺德猜想与冈布茨
刘延柱 2021-3-24 11:15
有个历史悠久的民间玩具叫 不倒翁 (图 1),据考证早在唐代就已出现 。不倒翁 推之不倒, 摇头晃脑的形象在民间被看成贪官的象征。明代江南才子徐渭有一首咏不倒翁的诗 “乌纱玉带俨然官,此翁原来泥半团;忽然将你来打碎,通身上下无心肝。” 这首诗不仅借物嘲讽了贪官,而且道出了不倒翁稳定不倒的关键是在空肚 ...
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竹蜻蜓、旋翼机与回旋镖
热度 1 刘延柱 2021-3-20 09:24
竹蜻蜓是我国古老的民间儿童玩具。将一片横竹片和一根竹柄构成T字形,竹片两侧反对称地削成斜面,形成一个简单的螺旋桨(图 1)。双手搓动竹柄使竹片快速旋转,空气动力作用于斜面的垂直分量形成向上的升力,一松手竹蜻蜓就飞向天空。升力与重力平衡时能在空中悬停,待空气动力的阻力矩使转速衰减,升力降低到小 ...
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机械钟:永不停息的自激振动
热度 1 刘延柱 2021-3-15 15:52
1. 古人如何计时 多少世纪以来,时间的测量始终是人类面对的一个难题。要测量时间,首先要寻找一种不断重复而且每次持续时间都恒定不变的运动过程作为时间量度的基准。古人最先想到的是 太阳在天幕上的运动。日出日落, 周而复始, 投射在地面的光影随太阳位置的变化而 ...
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张弛振动:一类特殊的自激振动
热度 1 刘延柱 2021-3-10 09:36
自激振动里有一类形态特殊的振动,称为张弛振动。“张弛”二字来自儒家经典 《礼记》: “一张一弛,文武之道也”《礼记 ・ 杂记》 意思是: 弓弦拉得太紧就要松弛一下,宽严相济,劳逸结合,才是 ...
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瑞利方程和范德波尔方程描述的自激振动
热度 3 刘延柱 2021-3-7 14:32
讨论自激振动问题,不能不提到 瑞利方程和 范德波尔方程。 19 世纪的英国物理学大师 瑞利(Lord Rayleigh)(图1) 曾 在声学研究过程中建立了以下微分方程: & ...
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GMT+8, 2021-4-17 23:49

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