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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 ...
2856 次阅读|1 个评论 热度 1
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 ...
2539 次阅读|2 个评论 热度 1
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: & ...
1907 次阅读|4 个评论 热度 3
干摩擦自激振动:优美音乐和恼人噪音的制造者
热度 2 刘延柱 2021-3-2 08:28
前文“ 荡秋千与自激振动 ”里已叙述了自激振动的特点和物理过程。本文讨论一类特殊的自激振动,即干摩擦激起的自激振动。这种自激振动现象在生活中极为常见。提琴弓子摩擦琴弦发出的悦耳音乐,火车刹车时产生的刺耳噪音都来自干摩擦自振。 为便于解释干摩擦自激振动,先对前文中提到的相平面和相轨迹做些补充说 ...
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荡秋千与自激振动
热度 2 刘延柱 2021-2-26 09:54
秋千,这一传统的民间体育活动已在我国延续了两千多年(图 1)。相传远在春秋时期,齐恒公北征山戎时将流行于北方民族的秋千带进了中原。汉武帝时后廷就有秋千戏,根据唐高无际《汉武帝后庭秋千赋》的记载: “ 秋千者,千秋也。汉武祈千秋之寿,故后宫多秋 ...
5192 次阅读|3 个评论 热度 2
静电支承陀螺仪:从理想到实现
热度 1 刘延柱 2021-2-20 20:58
在博文“陀螺仪的内外环支承:历史朔源与改革创新”里曾说明,陀螺仪是由高速旋转转子构成的精密仪器。它利用高速旋转转子定轴性和进动性的力学现象,成为船舶、飞机和航天器的导航系统的核心器件。陀螺仪的支承机构必须保证转子既能高速旋转,又能自由改变旋转轴的方向。从傅科陀螺仪最早的悬线支承开始,内外环支承、挠 ...
2892 次阅读|1 个评论 热度 1
谈狮子滚球,驱动力来自何处?
热度 2 刘延柱 2021-2-15 10:56
在春节的喜庆日子里, 舞狮都是必不可少的表演项目。无论在国内或在国外的华埠,舞狮表演已成为我国独特的民俗表演。 中国其实并没有狮子。据《后汉书》记载,狮子是汉景帝时西域的月氏国通过 丝绸之路 进贡来的,时称“狻猊”。这只百兽之王来到中国以后,以其威猛的雄姿被民间视为驱魔 ...
5380 次阅读|3 个评论 热度 2
陀螺仪的内外环支承:历史朔源与改革创新
热度 1 刘延柱 2021-2-6 15:37
陀螺仪是由高速旋转转子构成的精密仪器。它利用高速旋转转子定轴性和进动性的力学现象,作为船舶、飞机和航天器的导航系统的核心器件。为保证陀螺仪的转子既能高速旋转,又能自由改变旋转轴的方向,转子需要一种特殊的支承机构。合理的支承机构是陀螺仪能否成功运行的决定性条件。在 “陀螺罗经:力学与工程的完美结合” ...
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奇妙的舒勒周期84.4分钟
刘延柱 2021-2-1 08:47
手执 细线 悬挂 的单摆, 站立不动时 单摆总是沿地垂线指向地球中心。若向前移步,单摆就会因支点的加速度受到惯性力干扰向后偏离地垂线。偏转的角度和单摆的长度有关。摆的长度 l 愈长,偏转的角度 θ 就 愈小(图1)。考虑到地球表面是一个球面,当你沿球面上的大圆弧 ...
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