pörgettyűs erők
Pörgettyűs erők.
Hivatkozva egy egyszerű tapasztalat: Vedd fel egy tengely megszúrták kerekét C (4.9 ábra.). Bár a kerék nem sodorva, nincs nehéz, hogy a tengelyen a térben önkényesen. De ha a kerék nem csavart megpróbálja forgatni a tengelyt, például egy vízszintes síkban egy kis szögsebességgel O. előnyét érdekes hatása: a tengely hajlamos menekülni a kezét, és forgassa a függőleges síkban; cselekszik a kezében egy bizonyos erő, és (ábra. 4.9).
Ez szükséges ahhoz, hogy kézzelfogható fizikai erőfeszítés, hogy a tengely forgó kerék a vízszintes síkban.
Tekintsük a hatások miatt kénytelen a giroszkóp forgási tengely részletesebben. Tegyük fel, hogy egy giroszkóp tengely erősíteni alakú keretet, amely körül forgatni lehet egy függőleges tengely (ábra. 4.10). Egy ilyen giroszkóp általában nevezik, nem szabad - a tengely a vízszintes síkban és belőle nem lehet.
Szétcsavar giroszkóp körül szimmetriatengelye a nagy szögsebességgel (szögsebesség és válnak elforgatott keret erősített ott gyro egy függőleges tengely körül szögsebességgel ábrán látható. 4.10. A perdület ezáltal növekmény nyújtandó M nyomatékot erő, alkalmazzák a giroszkóp tengelye körül. M nyomatékot, viszont létrehozott egy pár fellépő erőket a nyomáskényszer a giroszkóp tengelyét és ható a tengely a keret. By Newton harmadik tengely hat a váz az erők (ábra. 4.10). ty úgynevezett giroszkópos erők, hogy hozzon létre egy giroszkópos pillanatban M. A megjelenése zsiroszkópikus erők hívják giroszkópos hatás Ezek giroszkópos erők úgy érezzük, próbálva a forgó tengely (4.9 ábra). ..
Pörgettyűs pillanatban könnyen kiszámítható. Tegyük szerint az elemi elméletet, hogy
ahol - a tehetetlenségi nyomaték
giroszkóp találhatóak a szimmetriatengelye és a szögsebesség forgatást. Ezután a pillanatban a külső erők, egyenlő a tengely
ahol - a szögsebessége nyomáskényszer (néha mondjuk kénytelen precesszió). A tengely része a csapágyak jár ellenkezőjét
Így, a giroszkóp tengely ábrán látható. 4.10, lesz nyomva felfelé a csapágy B és nyomást az alsó része a csapágy A.
Az irányt a giroszkóp erők könnyen megtalálható a szabályok által megfogalmazott Zsukovszkij: giroszkópos erők próbálják egyesíteni a giroszkóp impulzusnyomatékhajtómű az irányt a szögsebessége nyomáskényszer. Ez a szabály mutatható révén a készülék ábrán látható. 4.11.
giroszkóp tengelye rögzítve van a gyűrű, amely szabadon forog a ketrecben. Itt a klip körül forog egy függőleges tengely szögsebességgel (nyomáskényszer), és a gyűrű a giroszkóp forgatjuk tartó ameddig az utasításokat, és nem esik egybe. Ez a hatás az alapja a jelenség ismert magnetomechanikai - felmágnesezzük vasrudat, amikor forog a saját tengelye körül -, míg az elektron pörgetések tengelye mentén a rúd (Barnett tapasztalat).
Giroszkópos erők tapasztal csapágy tengely gyorsan forgó alkatrész, amikor fordult a gép (turbina hajón propeller a repülőgépen, stb.) A jelentős értékei a szögsebesség-gerjesztett precesszió és megfelelő rotációs valamint nagyméretű lendkerék, ezek az erők akár tönkre a csapágyakat. Vegyünk néhány példát megnyilvánulásai giroszkópos erők.
1. példa Easy Egyhajtóműves repülőgép jobb csavart tesz egy balra (ábra. 4.12). A giroszkóp nyomatékot a csapágyak és B a gépen test és hat ez annak érdekében, hogy összekapcsolják a tengely megfelelő csavar forgási (vektor u) kénytelen precesszió tengely (vektor síkja kezdődik hegyezi, és a pilóta „kezelni önmagában”, azaz legördülő liftben. Így a pillanatban a giroszkópos erők fogja kompenzálni a pillanatban az aerodinamikai erők.
2. példa Ha a pitching Jármű (a tat az orr és a hátsó), a forgórész-fordulatszám turbina vesz részt két mozgás: egy rotációs saját tengelye körül szögsebességgel rotációs egy vízszintes tengelye merőleges a turbina tengely, a szögsebesség (4.13 ábra). . Ebben az esetben a turbina tengely lesz nyomódnak, a teherbíró képességet fekvő vízszintes síkban. Amikor gördülő ezek az erők, valamint a giroszkópos pillanatban, rendszeresen változtassa meg irányát és okozhat „kígyózó” a hajó, ha nem túl nagy (például a vontatóhajó).
Tegyük fel, hogy a tömeg a turbina kg, inerciasugara a turbina sebessége fordulat / perc, a maximális szögsebességet a hajótest bólintó, amikor a távolság a csapágyak maximális érték pörgettyűs ható erő egyes csapágyak összeget
Miután a helyettesítési számszerű adatok jutunk, azaz mintegy 1 tonna.
3. példa A giroszkóp erő okozhat úgynevezett oszcilláció „shimmy” jármű kerekei (ábra. 4.14) [9]. Kerék forog egy tengely körül szögsebességgel idején ütközés akadályt jelentett extra sebesség nyomáskényszer tengely körül síkjára merőleges az ábra. Amikor ez bekövetkezik, a pillanat pörgettyűs erők és a kerék elkezd forogni a forgástengely megszerzése szögsebesség tengelye körül kerék újra elkezd forogni a tengelye körül,
síkjára merőleges az ábra. Ez azt eredményezi, oszciiiáiómozgásban körül a két kerék kölcsönösen perpendikulyarnyhosey: a csuklótengely és a tengely együtt a haladási iránnyal. Ha a design az autó nem, hogy különleges intézkedéseket, ezek a rezgések a gumiabroncs meghibásodásához vezethet a felni és a károk részeit rögzítéssel. A modern konstrukciók kerékfelfüggesztés, amikor fut egy akadály áll fenn, lényegében egy függőleges síkban.
4. példa giroszkópikus hatást találkozunk és a kerékpározás (ábra. 4.15). Készítés, például jobbra, kerékpáros ösztönösen mozog a súlypont a test jobb, mintha húz egy kerékpárt. Merült nyomáskényszer kerékpár szögsebességgel O. megjelenéséhez vezet zsiroszkópikus erők a pillanatban M a hátsó kerékhez, ezúttal visszafizetése csapágyak mereven csatlakozik a kerethez. Első kerék is, mivel a keret tekintetében szabad forgását a kormányoszlop, az intézkedés alapján a giroszkópos pillanatban elkezd forogni az irányba, hogy szükségessé vált egy jobb kanyar a kerékpár.
Gyakorlott kerékpárosok ilyen fordulatok, mint mondják, „nem kézzel”.
A kérdés, hogy az eredete a giroszkópos erők is megtekinthető egy másik nézőpontból. Feltételezhetjük, hogy a giroszkóp ábrán látható. 4.10, részt vesz a két egyidejű mozgások: a relatív elfordulás a saját tengelye körül szögsebességgel és egy hordozható, nyomáskényszer függőleges tengely körüli szögsebességgel Így elemi tömegek bonthatók giroszkóp lemez (kis köröket 4.16 ábra.) Ha tapasztal Coriolis gyorsulás
Ezek a gyorsulások maximalizálhatjuk egy massza egy adott időpontban a függőleges a korong átmérője, és egyenlő a nulla tömegek, amelyek a vízszintes átmérője (ábra. 4.16).
A keret forgó szögsebességgel (ebben a keretben a giroszkóp tengelye van rögzítve) jár a tehetetlenségi a Coriolis-erő
Ezek az erők létrehozásához nyomaték M, amely hajlamos arra, hogy forgassa a giroszkóp tengelyt úgy, hogy a vektor egy vonalban van a pillanat M kell egyensúlyban nyomatékreakció ereje (ábra. 4.10), ható a giroszkóp tengely csapágyak. Szerint a Newton harmadik, a tengely hatnak a csapágyak, és rajtuk keresztül a keret, amelyben a tengely rögzített, a giroszkópos erők és ezért mondják, hogy a giroszkóp erők miatt a Coriolis-erők.
A előfordulása Coriolis erők könnyen demonstrálható, ha ahelyett, hogy egy merevlemez giroszkópot, hogy egy rugalmas gumi lemezt (ábra. 4.17). Amikor a tengely elfordul sodratlan tárcsa egy függőleges tengely körül úgy van hajlítva az irányt a Coriolis-erő ábrán látható. 4.17.