基于球坐标系下角动量定理对陀螺仪进动与章动的动力学分析DYNAMIC ANALYSIS OF GYROSCOPE PRECESSION AND NUTATION BASED ON THE ANGULAR MOMENTUM THEOREM IN SPHERICAL COORDINATES
师玉荣,王广星,钟以洋,顾永建
摘要(Abstract):
重力场中陀螺仪的进动和章动的“反直觉”现象令人惊奇,但是借助直角坐标系的近似推导只能解释进动不能解释章动现象,不能给普通物理力学阶段学生满意的解答。本文推导了球坐标系下角动量定理的形式,并应用其对陀螺仪的进动和章动进行了动力学分析,并借助数值模拟手段给出了陀螺仪运动的几个运动量的关系图,给学生清晰的动力学图像,让普通物理阶段的学生就可以理解陀螺仪的复杂运动,这种分析方法比理论力学的拉格朗日力学法分析理论思路更简单、更直观更易理解。
关键词(KeyWords): 球坐标系;陀螺仪;进动;章动;运动分析
基金项目(Foundation): 中国海洋大学本科教育教学研究重点项目:理实并重、与时创新、因材施教理念下的“力学”课程建设(2024ZD08)
作者(Author): 师玉荣,王广星,钟以洋,顾永建
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