Дек 27

Угловые ускорения Кориолиса и прецессионные угловые ускорения

В начале прошлого столетия французский инженер и математик Г. Г. Кориолис провел математический анализ возможных сил, возникающих в случае, если тело движется линейно во вращающейся системе.

Подобная ситуация встречается, когда какая-то масса движется по поверхности вращающейся карусели или когда снаряд летит из пушки над поверхностью вращающейся Земли. Это уже обсуждалось в первом разделе и не будет здесь детально рассматриваться.

Однако следует особо подчеркнуть, что в физике, технике и физиологии широкое распространение получил термин «кориолисовы» силы или ускорения и для случаев, когда имело место вращение тела одновременно вокруг двух осей и более. Поэтому мы полагаем необходимым различать 2 вида добавочных ускорений:

1. Прецессионные угловые ускорения (или взаимно-перекрестные угловые ускорения), возникают в результате сложения угловых скоростей вращения по двум осям и более.

2. Классические ускорения Кориолиса, возникают в результате одновременного воздействия линейной и угловой скорости.

Эффективная составляющая прецессионных угловых ускорений

Эффективная составляющая прецессионного углового ускорения, приложенная к любому из полукружных каналов, может быть получена из уравнений (18–20). Эти производные были выведены Стоуном (личное сообщение) в следующем виде:

Полное угловое ускорение, воздействующее на каждый полукружный канал

Полное угловое ускорение, воздействующее на каждый из полукружных каналов, приведено в последующих уравнениях. Эти уравнения включают составляющие прецессионного углового ускорения. Для наглядности этих взаимоотношений читателю следует обратить внимание на рис. 9 в третьем разделе, где показано расположение полукружных каналов относительно костей черепа:

Приложимость уравнений к угловым ускорениям

Из представленных уравнений невозможно рассчитать величину мгновенных угловых ускорений. Поскольку инерционные, эластичные и другие демпфирующие свойства системы полукружных каналов обусловливают латентную задержку различной степени, которую можно выразить в виде постоянной времени, каналы нельзя отнести к датчикам, у которых выходная нервная импульсация в любой момент прямо пропорциональна мгновенным угловым ускорениям, действующим на каждый канал. Могут встречаться случаи, когда афферентация с данного канала пропорциональна мгновенному угловому ускорению или же мгновенные физические условия вызывают реакцию, пропорциональную мгновенной угловой скорости. Следует думать, что такие моменты будут исключительными.

Таким образом, может оказаться, что необходимость решения ряда физиологических проблем зависит в действительности от постоянного считывания решений этих уравнений. Существующие в настоящее время подходящие акселерометры и счетные схемы могут легко обеспечить в техническом отношении постоянную регистрацию угловых скоростей и угловых ускорений по осям акселерометра вместе с необходимым преобразованием для передачи данных применительно к плоскости каждого полукружного канала.

Таким путем предшествующее возникновение большого числа переменных может быть изучено относительно субъективных и объективных физиологических явлений.

Правда, некоторую, сравнительно небольшую, ошибку будут вносить анатомические различия между испытуемыми. Тем не менее, возможно, что нелинейный расчет этих функций явится крупным вкладом в наше понимание реакций, как со стороны физических моделей, так и биологических систем, включая человека.

Похожие статьи:

  1. Отолитовый аппарат во время вращения (К вопросу о взаимодействии отолитового и купулярного аппаратов при двойном...
  2. Математический анализ прецессионных угловых ускорений Стоун и Летко вывели уравнения, описывающие эффекты углового ускорения и...
  3. Устойчивость человека к ускорениям и критерии ее оценки Оценка устойчивости организма к действию ускорений зависит от характера выбранного...

автор admin



Написать ответ

Вы должны войти чтобы комментировать.