Szabad tengely és a főtengellyel tehetetlenségi

Annak érdekében, hogy egy rögzített térbeli helyzetét egy merev test forgástengelye, azt mechanikusan rögzítve, jellemzően csapágyak, azaz hatnak a külső erők. Vannak azonban a forgástengelye szerveknek, amelyek nem változtatnak a térbeli orientáció beavatkozása nélkül ezeket a külső erők. Ezek a tengelyek úgynevezett szabad tengely. Belátható, hogy bármely szervezet három kölcsönösen merőleges tengely mentén, amely átmegy annak tömegközéppontja, amelyek mentesek. Ezek a tengelyek is nevezik fő tengelye a tehetetlenség.

Jelenleg giroszkóp hívott egy nagyon széles osztályát eszközök használata több mint száz különböző események és fizikai elvek. Ebben a laboratóriumban tanulmányozzuk a klasszikus giroszkóp, a továbbiakban egyszerűen egy giroszkóp.

Gyroscope (vagy tetején) szimmetrikus masszív test forgó nagy szögsebességgel körül szimmetriatengelye. Ez lesz az úgynevezett tengelye a giroszkóp tengelyét. Gyro tengelye az egyik fő tengelye tehetetlenségi (szabad tengely). Moment Gyroscope impulzus ebben az esetben irányul tengely mentén, és egyenlő L = I.

Tekintsük vízszintesen orientált kiegyensúlyozott giroszkóp (a súlypont található forgáspont felett). Attól a pillanattól kezdve gravitációs ez nulla, akkor a törvény szerint a természetvédelmi impulzusmomentum L = I = const, azaz irányában forgástengelye nem változik a helyzet az űrben.

Amikor megpróbálja okozzák a forgástengelye a giroszkóp figyelhető nevezett jelenséggel giroszkópos hatás. A lényege a hatás: silyF hatása alatt alkalmazott forgó tengelye a giroszkóp, a giroszkóp tengelye elfordul merőleges síkban ez az erő. Például, ha az intézkedés a függőleges erő, a giroszkóp tengelye elfordul egy vízszintes síkban. Első látásra úgy tűnik, természetellenes.

Giroszkópos hatás magyarázható a következő (5. ábra). Abban a pillanatban, M F erő irányított tengelyére merőlegesen, a M = [r, F]. r-sugár vektor a tömegközéppontja a giroszkóp egy pont az erő alkalmazása.

Során dt pillanatban giroszkóp impulzus L növekszik dl dt = M * (a alaptörvénye forgó mozgás) és irányított ugyanabban az irányban, mint az M, és egyenlővé válik L + dl. L + dL iránya egybeesik az új forgási irányát a giroszkóp tengely. Így, a giroszkóp tengelye forog a síkjára merőleges F erő egy bizonyos szögben dφ = | dl | / L = M * dt / L, szögsebességgel

A szögsebessége A giroszkóp forgásának tengelye  úgynevezett precessziós szögsebességgel, és a forgómozgás tengelye giroszkóp precessziós.

M. L.  vektorok egymásra merőleges, így tudjuk írni

Ez a képlet akkor kapunk, ha a M. L.  vektorok egymásra merőleges, de be lehet bizonyítani, hogy a következő teljesül az általános esetben.

Vegye figyelembe, hogy az adatok és kiadási érvek képletek érvényesek abban az esetben, ha a forgási szögsebesség giroszkóp  >> .

Tól (9) Ebből következik, hogy az arány a precessziós  egyenesen arányos a M és fordítottan arányos a pillanatban giroszkóp L. Ha az impulzus ideje intézkedés az erő kicsi, a perdület L elegendően nagy, a precessziós ráta  kicsi. Ezért a rövid távú cselekvési erők gyakorlatilag nem változik a tájékozódás a giroszkóp forgástengely az űrben. Annak változása kell alkalmazni erő sokáig.