A giroszkópok működésének egyszerű magyarázata

Úgy tűnhet, hogy a giroszkópok nagyon furcsa módon viselkednek, de a mögöttes fizikájuk tanulmányozása azt mutatja, hogy nagyon logikus és kiszámítható módon reagálnak a külvilágra. A giroszkópok megértésének kulcsa a szögimpulzus fogalmának megértése. Ez hasonló lineáris megfelelőjéhez, de néhány figyelemre méltó különbséggel.

A lineáris lendületet a legtöbb ember jól érti. A mozgó tárgy hajlamos ugyanolyan irányban és sebességgel folytatni, hacsak külső erő nem hat rá. Amikor ez megtörténik, a sebesség vagy az irány intuitív módon változik.

A szögimpulzus hasonló, de az irányát képviselő vektor a forgástengelyhez igazodik. Amikor egy erő egy forgó tárgyra hat, akkor ugyanúgy hat erre a vektorra, mint lineáris esetben. A különbség az, hogy a létrejövő lendületváltozás nem az erő irányában, hanem derékszögben áll mind az erővel, mind a lendületvektorral szemben.

Bármely forgó tárgy giroszkópos tulajdonságokat kap, de a hatás hangsúlyosabbá válik, ha az objektum nagyobb tömeggel készül, amely a centrifugálási tengelytől tovább koncentrálódik. Ez a forgó tárgynak szögletesebb lendületet ad. A leghatékonyabb giroszkóptervek nehezebb és koncentráltabb tömeget használnak, amely egyensúlyban van az alacsony súrlódási forgatópont körül.

A giroszkóp elsődleges minősége az, hogy stabil. Miután a gryo megpördült, hajlamos ugyanabban az irányban maradni, és a forgástengely átirányításához alkalmazott bármilyen erő ellenálló erővel hat. Ez a szögmomentum megőrzése néven ismert. Ahogy egy száguldozó autó hajlamos folytatni az útját, hacsak egy elsöprő erő nem változtatja meg lendületét, a forgó teteje megpróbál folyamatosan ugyanabban az irányban lévő tengelyével forogni.

A giroszkópokat széles körben használják műszerként inerciális referenciaeszközökben. Megtalálhatók repülőgépekben, rakétákban és műholdakban. A giroszkópos hatások a gyakoribb tárgyakban is megtalálhatók. Ők felelősek a mozgó kerékpár és a pörgő jojó stabilitásáért.

A giroszkóp legegyedibb jellemzője a precesszió, amely a készüléknek látszólagos képességét adja a gravitáció dacolásának. Az a mozgás, amely ellensúlyozza a forgástengely áthelyezésére törekvő erőket, úgy irányul, hogy a giroszkóp függőleges maradjon. Ahelyett, hogy lebukna a gravitációs erőtől, oldalra mozdulva megjogosítja önmagát.

  • Ossza meg
instagram viewer