本论文是一篇参照系方面有关经典论文范例,关于天宫一号实验想到转动参照系上的实验相关毕业论文开题报告范文。免费优秀的关于参照系及定律及物理系方面论文范文资料,适合参照系论文写作的大学硕士及本科毕业论文开题报告范文和学术职称论文参考文献下载。
天宫一号参照系S*(或称实验室,下同),纬度为90°的地面参照系S0,纬度非90°的地面参照系S,相对于S匀速平动的参照系SV和相对于S加速运动的参照系S,其上的重力加速度分别为 0、g0、g、gv和g‘. 从S0上看,以上其他四个参照系都是转动参照系.gV≠g导致伽利略相对性原理不成立,g‘≠g导致牛顿第一、二定律必须修正为牛顿----梁氏定律.于是,我们以牛顿----梁氏定律为唯一基本定律,以其表达式为基本方程和数学基础,创立了适用于任何一个参照系的普适经典力学(可称为牛顿——梁氏力学).
(1) 转盘上的实验
上述S上有一水平的匀速转动圆盘,转轴过圆盘的中心O.我们只有在O点领域上才能测得质量为m的物体对S系的重力mg和S系上的重力加速度g;设想我们从O点往圆盘半径向外移动,则测得该物体的重力为mg'和该物体所在领域上的重力加速度为g',该领域参照系上的水平面与S系上的水平面不平行;当该领域参照系离O点越来越远而使其对S系的线速度几乎达到第一宇宙速度时,则有g'≈0(微重力情况,微重力就是地球吸引力的一个小小分力),于是该领域参照系就天宫一号参照系等价了.由此可见,改变转动参照系的角速度或线速度,可改变其上的重力加速度.当上述领域参照系与O点之距和该参照系相对于S系的转动角速度均已知时,则中学生也能计算出g'的大小及其与g的夹角.
(2)证明g0≠g≠gv≠g'
仅受万有引力作用的物体称为自由物体.自由物体相对于参照系的加速度称为该参照系上的重力加速度.我们分别到上述S0、S和S'上做重力加速度测量实验,则结果分别为g0、g和g'且它们互不相等.我们到伽利略船舱SV上做重力加速度测量实验:当SV相对于S的速度V为平常的船度时,则gV与g的差别观察不出来(使伽利略、牛顿和爱因斯坦均误认为有伽利略相对性原理);当V较大时(例如有第一宇宙速度的1/2),则gV的g差别就可以观察出来,于是有gV≠g.另外,很容易用加速度相加定理证明g0≠g≠gv≠g',可参阅文献[1].值得指出:将S上的单摆和复摆周期公式中g换成g',则成为S'上的单摆和复摆周期公式;将S上的阿基米德原理表达式中g换成g',则成为S'上的浮力表达式Q'(认识了这个表达式,才能正确解释牛顿水桶实验).
(3) 伽利略相对性原理不成立
我们可以将S上的情况视为静止情况而将SV上的情况视为恒定速度运动的情况