旋轉(zhuǎn)矢量法只能逆時(shí)針轉(zhuǎn)嗎 旋轉(zhuǎn)矢量法為什么繞逆時(shí)針運(yùn)動?
旋轉(zhuǎn)矢量法是描述簡諧振動更直觀的幾何方法。W J 0 t=0 x W t J 0 t=t o x從坐標(biāo)原點(diǎn)o(平衡位置)畫一個(gè)向量,使其振型等于簡諧振動的振幅a,當(dāng)t=0時(shí),使a和x軸之間的角度等于簡
旋轉(zhuǎn)矢量法是描述簡諧振動更直觀的幾何方法。W J 0 t=0 x W t J 0 t=t o x從坐標(biāo)原點(diǎn)o(平衡位置)畫一個(gè)向量,使其振型等于簡諧振動的振幅a,當(dāng)t=0時(shí),使a和x軸之間的角度等于簡諧振動的初始相位,然后以角速度等于角頻率ω的角速度繞平面上的o點(diǎn)旋轉(zhuǎn),做一個(gè)反時(shí)針。由此得到的矢量稱為旋轉(zhuǎn)矢量。顯然,任意時(shí)刻x=ACOS(ωtφ0)的旋轉(zhuǎn)矢量在x軸上的投影描述了一個(gè)簡諧振動。當(dāng)旋轉(zhuǎn)矢量圍繞坐標(biāo)原點(diǎn)旋轉(zhuǎn)時(shí),表示簡諧振動完成周期運(yùn)動。旋轉(zhuǎn)矢量和x軸在任何時(shí)刻的夾角就是該時(shí)刻的相位。從坐標(biāo)原點(diǎn)o(平衡位置)畫一矢量,使其振型等于簡諧振動的振幅a,當(dāng)t=0時(shí),使a軸與X軸的夾角等于簡諧振動的初始相位,然后繞平面上的o點(diǎn)作逆時(shí)針方向的旋轉(zhuǎn),角速度等于角頻率ω,所以這個(gè)向量叫做旋轉(zhuǎn)向量。顯然,任意時(shí)刻x=ACOS(ωtφ0)的旋轉(zhuǎn)矢量在x軸上的投影描述了一個(gè)簡諧振動。當(dāng)旋轉(zhuǎn)矢量圍繞坐標(biāo)原點(diǎn)旋轉(zhuǎn)時(shí),表示簡諧振動完成周期運(yùn)動。旋轉(zhuǎn)矢量與x軸在任何時(shí)刻的夾角就是當(dāng)時(shí)的相位
最直觀、最簡單的方法是旋轉(zhuǎn)矢量法:旋轉(zhuǎn)矢量的角速度就是振動的角頻率,方向總是逆時(shí)針方向。
根據(jù)振動的相位,每個(gè)相位X速度末端的箭頭方向?yàn)檎?,指?X速度為負(fù);繪制相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)矢量A1、A2、A3、A4。。。矢量端點(diǎn)投影是位移,可見位移正負(fù);
旋轉(zhuǎn)矢量法為什么繞逆時(shí)針運(yùn)動?
原來,宇宙中星系的旋轉(zhuǎn)方向是正負(fù)的,一定有原因和規(guī)律,有順時(shí)針的,有逆時(shí)針的,科學(xué)家正在研究和探索,但已知的行星一般都是以大恒星系為自轉(zhuǎn)系,除非另有原因,而且自轉(zhuǎn)是行星的私事,一般大恒星系的引力是無法誘導(dǎo)的。
例如,太陽系圍繞銀河系自西向東逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn),而八顆行星(金星和天王星除外)圍繞太陽自西向東方向旋轉(zhuǎn)。然而,月球和地球的衛(wèi)星不一樣。月球只為地球服務(wù)。地球自西向東旋轉(zhuǎn),為了地球,太陽能從東方升起,但月球的旋轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)是同步的,月球自轉(zhuǎn)時(shí),月球的背面總是不暴露于地球。月球的這種自轉(zhuǎn)方式主要是為了鎖定地球潮汐,同時(shí),它在夜間照亮地球。
至于金星和天王星,它們的自轉(zhuǎn)是相同的。它們以不同的方向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。它們從東向西順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。關(guān)于他們的輪換有很多意見,但最終還沒有確定。我認(rèn)為在太陽系合并之前,由于不同的離心力,它們的旋轉(zhuǎn)方向在很久以前是固定的。它不是由太陽系決定的,而是大爆炸后的環(huán)太陽的引力,因?yàn)榻鹦?、天王星還是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的,至于太陽引力的旋轉(zhuǎn)是不能干涉的,就像人類一樣,太陽引力對人類不起作用,本來就是自己的私事,他們從東到西順時(shí)針旋轉(zhuǎn),據(jù)估計(jì),目的是希望太陽從西方升起。
如何判斷簡諧振動的位移和速度方向,急?
使用旋轉(zhuǎn)矢量法來計(jì)算初始相位,我們需要使用公式x=ACOS(ωtψ)。從cos圖像中,我們可以看到當(dāng)t=0時(shí),它處于最高點(diǎn)。在旋轉(zhuǎn)矢量圖像中,它對應(yīng)于圓的最右側(cè)點(diǎn)(與X軸的交點(diǎn)),我們稱之為起點(diǎn)。在知道所需粒子的初始位置后,我們需要在旋轉(zhuǎn)向量的圖像上找到它的對應(yīng)點(diǎn)(參見它的位置和方向)。我們稱那果點(diǎn)為終點(diǎn),然后沿著圓從起點(diǎn)指向終點(diǎn)。我們經(jīng)過的角度是所需的初始相位。
為什么宇宙、星系的旋轉(zhuǎn)方向有正向或反向?
旋轉(zhuǎn)矢量法,又稱勻速圓周運(yùn)動法,又稱參考圓法,非常簡單。先做一個(gè)圓,以圓心為原點(diǎn),以右為正方向建立坐標(biāo)軸。根據(jù)主題條件確定半徑位置。你需要觀察的是半徑端點(diǎn)在x軸上的投影位置。如果速度為正,則半徑必須低于x軸,否則半徑必須高于x軸,例如,當(dāng)t=0時(shí),粒子正方向通過平衡位置移動,則半徑垂直向下,端點(diǎn)的投影正好在原點(diǎn)處