Gyro - studopediya
Gyroscope úgynevezett szimmetrikus objektumot, nagy sebességgel forgó mintegy annak egy szimmetriatengelye. Ha egy ilyen létesítmény olyan erő, amely létrehoz egy pillanat, amely hajlamos elfordulni a forgástengely, a jelenség a precesszió - a forgástengely a térben kezdődik, hogy leírja a kúpos felület, amelynek szimmetriatengelye egybeesik az erő irányában. Ennek egyik példája a mozgása precesszió a forgó giroszkóp, amely származik függőleges tengely körül; Egy másik példa - a precesszió a elektron kering az atom, ami a megjelenése diamágnesség.
Ábra. 31a mutatja a helyzetét egy búgócsiga egy bizonyos ponton az időben. A forgástengely OO „hajlik arra, hogy a függőleges szögben, giroszkóp úgy forgatjuk, hogy a szögsebességvektorára (u, illetve a perdület vektor) ebben az időpontban a képsík.
A giroszkóp két alkalmazott erők különböző pontjain: a gravitációs erő és a padló reakció erő. Ha a giroszkóp nem forog, ő esett volna, fordult a képsík az óramutató járásával megegyező irányban a tengelyhez képest, ponton áthaladó merőleges erre a síkra. Az esés miatt a gravitáció hatására nyomaték viszonyítva O pont (ez irányul mélyhúzás); emeleti reakció erő pillanatban ebben a pontban nulla (nulla egyenlő a távolság O pont az a pont, amelyeken az erő). Ezért az egyenlet a pillanatban giroszkóp felírható:
.
Ebből a képletből következik, hogy az intézkedés alapján a gravitáció pillanatában a giroszkóp egy kis időt dt adalékanyag megjelenik a már meglévő perdület - a kis és irányította rá merőleges (valamint - mély rajz síkjára). A kapott vektor viszünk be a vektorba - azonos nagyságrendű, de amelynek számos különböző irányba (lásd ábra 316, amely felülnézetben elrendezést vektorok és precessziós ..). Ennek eredményeként a forgástengely giroszkóp és a giroszkóp maga elfordul egy függőleges tengely körül.
Megváltoztatása tengely pozíció jár egy irányváltás a pillanat gravitációs, ami szintén „fordult” (most). Keresetében új korrekció a perdület. ami viszont megváltoztatja az irányát a vektor. Gyro tengely tovább mozog, a pillanat gravitációs irányt vált ismét, stb Ennek eredményeképpen, elindul precesszió - .. a mozgás a giroszkóp forgástengelye a kúpos felület egy függőleges tengely körül (ábra 31a.).
Hogy az idő dt giroszkóp tengelye által forgatott sarok d # 945;. Ezután, ábrán látható. 31b. vektor növekszik dl = Ld # 945;. Másrészt, egyenlet szerinti pillanatok, dl / dt = Mmg. és abban a pillanatban a gravitáció egyenlő a termék a gravitációs erő a vállon mg h (távolság a súlypont és a forgástengely). Jelölje giroszkóp a tehetetlenségi nyomaték a forgástengely a J0. giroszkópos forgási sebesség révén # 969; 0. Ezután megkapjuk a következő lánc transzformációk:
ahol m - tömeg giroszkóp, # 969; P. - szögsebessége precessziós.
Az irány a szögsebesség precessziós adják
Egy példa a precessziós mozgás forgástengelye örvénylő felső (whirligig), abban az esetben, annak eltérés függőleges. Giroszkóp egy példa giroszkóp amelynek három szabadsági fok. Ha a giroszkópot három szabadsági fokkal van rögzítve úgy, hogy a pillanatokban a külső erők képest a tömegközéppontja a giroszkóp nulla, akkor ez az úgynevezett szabad giroszkóp. A súlypont a szabad giroszkóp mozgásban mozdulatlan marad.
Egy példa a szabad giroszkóp egy giroszkóp frame „kardáncsuklós” (ábra. 32). tárcsa forgástengelye rögzített csapágy gyűrű, amely foroghat egy vízszintes tengely körül. Másfelől, ezt a gyűrűt van rögzítve a csapágyak a másik (külső) a gyűrű, amely foroghat egy függőleges tengely körül. A teljes építési szimmetrikus a tömegközéppontja a giroszkóp. Ez giroszkóp három forgási szabadsági fok, és a tömegközéppontja mozgásban a folyamat mozdulatlan marad (van egy test egy rögzített súlypont). Így a pillanatok az összes külső erők képest a tömegközéppontja a giroszkóp nulla.
Mechanikus giroszkóp a keretben „gimbal”
Giroszkópot három szabadsági fokkal számos egyedi és érdekes tulajdonságai:
1. Tartsa a szabad giroszkóp tengely irányában az űrben. A homogén mezőt gravitációs szabad giroszkóp tengelye (főtengelye) kezdetben tárolja egy előre meghatározott irányba s. Ez a tulajdonság következménye a törvény megőrzése perdület.
2. A giroszkóp kemény ellen a késztetésnek, hogy külső befolyás. Ő nem reagál a rövid távú sokkhatás (második giroszkóp tulajdonság: Free giroszkóp ellenálló hatások).
3. A precesszió giroszkóp hatása alatt a külső erők. Ha egy külső erő hajlamos körül forog e tengely giroszkóp, majd megfordul a másik merőleges. precesszió irányban, amit az a vektor egyenlet (91), amely ahelyett, hogy a pillanat gravitációs kell helyezni a külső erő a pillanatban.
4. A jellemző a precesszió annak hiánya tehetetlenségi. precessziós mozgás van ideje alatt a külső erő, és azonnal megáll vele eltűnését.
Ha a giroszkóp nem nagyon gyorsan forog a saját tengelye körül, és ezzel egyidejűleg ez egy külső fellépés, a vektor a szögsebesség és a szimmetria tengelye a giroszkóp nem egyezik. Ebben az esetben, a mozgás figyelhető meg amellett, hogy a precesszió, úgynevezett nutáció (latin nutatio -. Oszcilláció) (33. ábra). Más szóval, a nutácios akkor történik, amikor az erő hatása a giroszkóp precessziós tengely. Így, annál inkább elősegítette a giroszkóp, a kisebb nutáció időszakban, és kevesebb, mint az amplitúdó ( „finomabb” jitter végén tengely giroszkóp).
Nutációnak feltétlenül merülnek fel, ha a giroszkóp tengelye tilt nagyban sodorva, majd kiadása között, vagy az precesszió egy giroszkóp tengelye a hit. Ezek a kísérletek másik jellemzője a nutációnak - idővel fokozatosan csökken, majd eltűnik. Ezek a tények következtében elkerülhetetlen súrlódás a támogatást a giroszkóp. Ez általában nagyobb, mint a súrlódás körül a fő tengelye a giroszkóp. Nagy szögsebességeken giroszkóp nutációnak a szem által érzékelt kis jitter szimmetria tengelye.
Általában, a giroszkóp végez egy összetett mozgását, amely egy precessziós mozgás állandó szögsebességgel # 969; P. amely nutáció rezgések egymásra nagy gyakorisággal és a kis amplitúdójú.
Lassan forgó giroszkóp nutációnak rezgések nagyon észrevehető, és összekapcsolódik a precesszió jelentősen változik a kép a giroszkóp tengelye a mozgás: a tengely végére képes leírni jól látható hullámos vagy hurkolt görbe. A görbe alakja függ a kezdeti feltételek: az irányt, és értékét az erő, amellyel tolta a fő tengelye a giroszkóp, és eredeti helyzetébe.
Nutációnak jól látható bolygók és más égi objektumok gyros kis szögsebességgel.