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科里奥利力的物理解释是什么

魁梧的电话
斯文的橘子
2023-02-26 13:58:23

科里奥利力的物理解释是什么?

最佳答案
明亮的季节
温暖的画笔
2025-09-24 09:07:59

傅科摆科里奥利力摆动可以看作一种往复的直线运动,在地球上的摆动会受到地球自转的影响。只要摆面方向与地球自转的角速度方向存在一定的夹角,摆面就会受到科里奥利力的影响,而产生一个与地球自转方向相反的扭矩,从而使得摆面发生转动。1851年法国物理学家傅科预言了这种现象的存在,并且以实验证明了这种现象,他用一根长67米的钢丝绳和一枚27千克的金属球组成一个单摆,在摆垂下镶嵌了一个指针,将这个巨大的单摆悬挂在教堂穹顶之上,实验证实了在北半球摆面会缓缓向右旋转(傅科摆随地球自转)。由于傅科首先提出并完成了这一实验,因而实验被命名为傅科摆实验。信风与季风球表面不同纬度的地区接受阳光照射的量不同,从而影响大气的流动,在地球表面延纬度方向形成了一系列气压带,如所谓“极地高气压带”、“副极地低气压带”、“副热带高气压带”等。在这些气压带压力差的驱动下,空气会沿着经度方向发生移动,而这种沿经度方向的移动可以看作质点在旋转体系中的直线运动,会受到科里奥利力的影响发生偏转。由科里奥利力的计算公式不难看出,在北半球大气流动会向右偏转,南半球大气流动会向左偏转,在科里奥利力、大气压差和地表摩擦力的共同作用下,原本正南北向的大气流动变成东北-西南或东南-西北向的大气流动。随着季节的变化,地球表面延纬度方向的气压带会发生南北漂移,于是在一些地方的风向就会发生季节性的变化,即所谓季风。当然,这也必须牵涉到海陆比热差异所导致气压的不同。科里奥利力使得季风的方向发生一定偏移,产生东西向的移动因素,而历史上人类依靠风力推动的航海,很大程度上集中于延纬度方向,季风的存在为人类的航海创造了极大的便利,因而也被称为贸易风。

最新回答
乐观的小蘑菇
合适的热狗
2025-09-24 09:07:59

本发明目的是提供一种无人天车钢丝绳长度精准测定的方法,通过利用无人天车工作时,主钩摆角小于10

°

这一特性,将主钩摆动等效分解成大车方向和小车方向两个单摆运动;通过现场计时,代入单摆周期公式,计算出天车主钩在不同高度时的实测摆长;将几组实测摆长与主钩编码器数值相加,从而求得大车方向主钩顶点距离地面的高度和小车方向主钩顶点距离地面的高度;由此建立主钩编码器实测值与主钩实测摆长的数学关系,实现无人天车钢丝绳长度的实时准确测定;为无人天车摆角开环控制提供实时、准确的关键参数,有效地解决了背景技术中存在的上述问题。

4.本发明的技术方案是:一种无人天车钢丝绳长度精准测定的方法,包含以下步骤:(1)根据无人天车主钩摆角小于10

°

这一特性,将天车主钩摆动等效分解成大车方向和小车方向上的两个单摆运动,用计时的方式获取单摆运动周期,并利用已知的单摆周期公式和主钩编码器实测数据,进行计算,构建主钩编码器数值v、大车方向单摆周期t

、小车方向单摆周期t

、大车方向钢丝绳实测长度l

、小车方向钢丝绳实测长度l

、大车方向主钩顶点距离地面的高度h

和小车方向主钩顶点距离地面的高度h

的数学关系;将主钩提升,沿大车方向推动夹钳,使大车方向的主钩角度大于5

°

,小于10

°

,松手使主钩沿大车方向做单摆运动并开始计时,当摆动多个整数周期后,停止计时并计算大车等效单摆周期的时间;将此代入单摆周期公式,求得此时大车钢丝绳实测长度,并计算主钩顶点距离地面的高度;将主钩提升至不同高度,多次重复此过程求取大车钢丝绳实测长度,并计算主钩顶点距离地面的高度;最后求取大车钢丝绳实测长度平均值,并计算主钩顶点距离地面的高度平均值作为最终结果;(2)当需要进行摆角开环控制时,将h

和h

作为已知量引入,与编码器实测数据v进行减法计算,从而得出大车方向钢丝绳实测长度l

和小车方向钢丝绳实测长度l

5.只有当主钩摆角小于10

°

时,才能将其等效为单摆。

6.本发明的有益效果是:通过利用无人天车工作时,主钩摆角小于10

°

这一特性,将主钩摆动等效分解成大车方向和小车方向两个单摆运动;通过现场计时,代入单摆周期公式,计算出天车主钩在不同高度时的实测摆长;将几组实测摆长与主钩编码器数值相加,从而求得大车方向主钩顶点距离地面的高度和小车方向主钩顶点距离地面的高度;由此建立主钩编码器实测值与主钩实测摆长的数学关系,实现无人天车钢丝绳长度的实时准确测定;为无人天车摆角开环控制提供实时、准确的关键参数。

附图说明

7.图1是本发明的工作流程图;图2是本发明的大车方向现场示意图;图3是本发明的小车方向现场示意图;图中:天车大车1、钢丝绳2、主钩3、地面4、天车小车5。

具体实施方式

8.为了使发明实施案例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合实施案例中的附图,对本发明实施案例中的技术方案进行清晰的、完整的描述,显然,所表述的实施案例是本发明一小部分实施案例,而不是全部的实施案例,基于本发明中的实施案例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施案例,都属于本发明保护范围。

9.一种无人天车钢丝绳长度精准测定的方法,包含以下步骤:(1)根据无人天车主钩摆角小于10

°

这一特性,将天车主钩摆动等效分解成大车方向和小车方向上的两个单摆运动,用计时的方式获取单摆运动周期,并利用已知的单摆周期公式和主钩编码器实测数据,进行计算,构建主钩编码器数值v、大车方向单摆周期t

、小车方向单摆周期t

、大车方向钢丝绳实测长度l

、小车方向钢丝绳实测长度l

、大车方向主钩顶点距离地面的高度h

和小车方向主钩顶点距离地面的高度h

的数学关系;将主钩提升至一定高度,沿大车方向推动夹钳,使大车方向的主钩角度大于5

°

,小于10

°

,松手使主钩沿大车方向做单摆运动并开始计时,当摆动多个整数周期后,停止计时并计算大车等效单摆周期的时间;将此代入单摆周期公式,求得此时大车钢丝绳实测长度,并计算主钩顶点距离地面的高度;将主钩提升至其它高度,多次重复此过程求取大车钢丝绳实测长度,并计算主钩顶点距离地面的高度;最后求取大车钢丝绳实测长度平均值,并计算主钩顶点距离地面的高度平均值作为最终结果;(2)当需要进行摆角开环控制时,将h

和h

作为已知量引入,与编码器实测数据v进行减法计算,从而得出大车方向钢丝绳实测长度l

和小车方向钢丝绳实测长度l

10.只有当主钩摆角小于10

°

时,才能将其等效为单摆。

11.在实际应用中,具体步骤如下:s001:将主钩下降至地面,标定为主钩编码器0米;s002:将主钩提升至1m高度;s003:只有当主钩摆角小于10

°

时,才能将其等效为单摆,因此,沿大车方向推动夹

钳,使大车方向的主钩角度大于5

°

,小于10

°

;s004:松手使主钩沿大车方向做单摆运动并开始计时,当摆动5个周期后,停止计时并计算一个周期的时间t

大1

;将t

大1

代入单摆周期公式,求得此时大车钢丝绳实测长度l

大1

;计算主钩顶点距离地面的高度h

大1

= l

大1 + 1m;s005:沿小车方向推动夹钳,使小车方向的主钩角度大于5

°

,小于10

°

;s006:松手使主钩沿小车方向做单摆运动并开始计时,当摆动5个周期后,停止计时并计算一个周期的时间t

小1

;将t

小1

代入单摆周期公式,求得此时小车钢丝绳实测长度l

小1

;计算主钩顶点距离地面的高度h

小1

= l

小1 + 1m;s007:将主钩提升至2m高度;s008:重复步骤s003至步骤s006,获得大车摆动周期t

大2

,大车钢丝绳实测长度 l

大2

,小车摆动周期t

小2

,小车钢丝绳实测长度l

小2

;主钩顶点距离地面的高度h

大2

= l

大2 + 2m;主钩顶点距离地面的高度h

小2

= l

小2 + 2m;s009:将主钩提升至3m高度;s010:重复步骤s003至步骤s006,获得大车摆动周期t

大3

,大车钢丝绳实测长度 l

大3 ,小车摆动周期t

小3

,小车钢丝绳实测长度l

小3

;主钩顶点距离地面的高度h

大3

= l

大3 + 3m;主钩顶点距离地面的高度h

小3

= l

小3 + 3m;s011:将主钩提升至4m高度;s012:重复步骤s003至步骤s006,获得大车摆动周期t

大4

,大车钢丝绳实测长度 l

大4

,小车摆动周期t

小4

,小车钢丝绳实测长度l

小4

;主钩顶点距离地面的高度h

大4

= l

大4 + 4m;主钩顶点距离地面的高度h

小4

=l

小4 + 4m;s013:将主钩提升至5m高度;s014:重复步骤s003至步骤s006,获得大车摆动周期t

大5

,大车钢丝绳实测长度 l

大5

,小车摆动周期t

小5

,小车钢丝绳实测长度l

小5

;主钩顶点距离地面的高度h

大5

= l

大5 + 5m;主钩顶点距离地面的高度h

小5

= l

小5 + 5m;s015:计算大车方向主钩顶点距离地面的高度h

=(h

大1 + h

大2 + h

大3 + h

大4 + h

大5

÷

5 ;计算小车方向主钩顶点距离地面的高度h

=(h

小1 + h

小2 + h

小3 + h

小4 + h

小5 )

÷

5 ;s016:建立钢丝绳实测长度与编码器实测数据关系,大车钢丝绳实测长度l

=h

‑ꢀ

v,小车钢丝绳实测长度l

=h

‑ꢀ

v。

拉长的苗条
闪闪的口红
2025-09-24 09:07:59
摇摆的原因,是被吊物在起吊前不是在吊机的正下方,一旦吊起后就成了物理上的“单摆”。做限位装置很麻烦,而且不一定合算。

最简单的办法是:吊起来一点点后,有把它放下来,这时的落地点离吊机的正下方会比开始时近一点点,再吊起来一点点,再它放下来,折腾2,3次就几乎是竖直上吊了,就不会摆动了。

活泼的羊
香蕉日记本
2025-09-24 09:07:59
解:

假设行车突然刹车,其速度在极短时间内降为0,货物和钢丝绳就类似于单摆。货物的受力情况如下:重力、钢丝绳拉力。假设钢丝绳只能提供拉力,而不能提供垂直于钢丝绳的力,也不能提供扭力,在这样理想的情况下,货物受到拉力作用。

设钢丝绳拉力为F,在刹车瞬间,货物切向加速度为0,法向(即向心)加速度,则

a=v^2/L=v²/L=4/3(m/s²)

F-mg=ma

F=mg+ma=m(g+a)=2.8×10^3×(9.8+4/3)=31173(牛顿)

答:钢丝绳受到拉力是31173牛顿。

善良的柚子
强健的羽毛
2025-09-24 09:07:59
受力分析,起重机停止后,重物做圆周运动(或单摆运动),拉力和重力的合力提供向心力,重力G-拉力T=向心力F F=mw2r=32 000N G=2 000 000N

所以T=G-F=1 968 000N 约合1968千克力