ジャイロスコープは非常に奇妙な動作をしているように見えるかもしれませんが、その基礎となる物理学の研究は、ジャイロスコープが非常に論理的で予測可能な方法で外界に反応することを示しています。 ジャイロスコープを理解するための鍵は、角運動量の概念を理解することです。 これは線形の対応物に似ていますが、いくつかの顕著な違いがあります。
線形運動量はほとんどの人によく理解されています。 移動しているオブジェクトは、外力の影響を受けない限り、同じ方向と速度で移動し続ける傾向があります。 これが発生すると、速度または方向が直感的に変化します。
角運動量は似ていますが、その方向を表すベクトルはスピン軸と整列しています。 力が回転するオブジェクトに作用すると、線形の場合と同じようにこのベクトルに作用します。 違いは、結果として生じる運動量の変化が力の方向ではなく、力と運動量ベクトルの両方に対して直角であるということです。
回転するオブジェクトはジャイロスコープの特性を持ちますが、オブジェクトがスピン軸からさらに集中するより多くの質量で作成されると、効果が強調されます。 これにより、回転するオブジェクトの角運動量が大きくなります。 最も効率的なジャイロスコープの設計では、低摩擦のピボットポイントの周りでバランスが取れた、より重く、より集中した質量を使用します。
ジャイロスコープの主な品質は、安定していることです。 グリオが回転すると、同じ方向に留まる傾向があり、スピン軸の方向を変えるために加えられた力には抵抗力がかかります。 これは角運動量の保存として知られています。 スピード違反の車が、圧倒的な力で勢いを変えない限り、その進路を継続する傾向があるのと同じように、こまは、軸を同じ方向に向けて回転し続けようとします。
ジャイロスコープは、慣性基準装置の機器として広く使用されています。 それらは飛行機、ミサイル、衛星で見つけることができます。 ジャイロスコープ効果は、より一般的なオブジェクトにも見られます。 彼らは動く自転車と回転するヨーヨーの安定性に責任があります。
ジャイロスコープの最もユニークな特徴は歳差運動であり、これはデバイスに重力に逆らう見かけの能力を与えます。 スピン軸を再調整しようとする力に対抗する動きは、ジャイロが直立したままになるように方向付けられます。 重力から転倒する代わりに、横に動くことで自分自身に権利を与えます。