摆的下面旋转,并且每昼夜转过一周。在赤道上,这种效应消失。 用拉格郎日第二类方程推导质点的运动方程。OXYZ1为定参考系,OX2YZ2为动参考系,动 系绕Z轴以角速度Ω匀速旋转。如图所示。质点有二个自由度,取广义坐标0、p,质点动能: r-mrF++o] 势能:V=-mgL cos0 代入拉氏第二类方程得: mL26-m(+)L20+mgLsin0=0 (4.6.1-1) 忽略二阶微量,(0-2}=-0,sin0≈日,得:6+0=0,同单摆的运动方程一致。 00+200+2)=0 (4.6.1-2) 当0=0时,可得:=-2,质点摆动的平面相对动参考系转动的角速度与动系的角速度相同,方 向相反。 四.实验步骤 首先,浮起非惯性平台,给定初始角度,单摆就可以摆动起来,如果平台相对地面静止,单摆 将在一个平面内摆动,例如在红色范围内。接着,平台自由转动一个角度,单摆的运动在惯性空间 中看仍是不变的平面运动。但相对平台(非惯性参考系)的运动不再是平面运动,单摆的摆动平面 相对于平台也将转动,并逐渐离开红色范围。实验模拟了把傅科摆放在北极的运动。 记录傅科摆在10秒、20秒、30秒时位置。 五.实验报告 1.简述非惯性实验平台的组成和傅科摆原理; 2.观察实验现象,并进行讨论与分析: 3.根据现有条件,让学生自己设计非惯性实验: 4.根据实验要求自拟实验报告。 7373 摆的下面旋转,并且每昼夜转过一周。在赤道上,这种效应消失。 用拉格郎日第二类方程推导质点的运动方程。OX1Y1Z1 为定参考系,OX2Y2Z2 为动参考系,动 系绕 Z1 轴以角速度 匀速旋转。如图所示。质点有二个自由度,取广义坐标 、 ,质点动能: 2 2 2 1 T m L L ,势能: mgL cos 代入拉氏第二类方程得: sin 0 2 2 2 mL m L mgL (4.6.1-1) 忽略二阶微量, 0 2 ,sin ,得: 0 L g ,同单摆的运动方程一致。 2 0 (4.6.1-2) 当 0时,可得: ,质点摆动的平面相对动参考系转动的角速度与动系的角速度相同,方 向相反。 四.实验步骤 首先,浮起非惯性平台,给定初始角度,单摆就可以摆动起来,如果平台相对地面静止,单摆 将在一个平面内摆动,例如在红色范围内。接着,平台自由转动一个角度,单摆的运动在惯性空间 中看仍是不变的平面运动。但相对平台(非惯性参考系)的运动不再是平面运动,单摆的摆动平面 相对于平台也将转动,并逐渐离开红色范围。实验模拟了把傅科摆放在北极的运动。 记录傅科摆在 10 秒、20 秒、30 秒时位置。 五.实验报告 1.简述非惯性实验平台的组成和傅科摆原理; 2.观察实验现象,并进行讨论与分析; 3.根据现有条件,让学生自己设计非惯性实验; 4.根据实验要求自拟实验报告