Um giroscópio é um objeto giratório que é simétrica em torno de seu eixo de rotação. Uma bola de basquete em um dedo , um rolamento de lápis em uma mesa , um pneu de motocicleta --- estes são todos os giroscópios. Leis do movimento de Newton se aplica a cada pequena parte de um giroscópio, de modo que o movimento pode ser calculado observando como a dinâmica de cada elemento minúsculo do giroscópio é mudado pela força agir sobre ele . Mas há um atalho muito mais fácil encontrar equações de movimento que se aplicam a todo o corpo girando ao mesmo tempo. Um objeto que não está girando vai mudar a sua força quando uma força é aplicada . Um objeto girando vai mudar seu momento angular quando um torque é aplicado
Um Pião
movimento giroscópico é um caso especial de movimento de corpo rígido - . Um tema que levaria algum tempo para explorar - mas há uma maneira fácil de apresentar-se a algumas das peculiaridades do movimento giroscópico . Se você colocar um pião em seu ponto , ele imediatamente cai. Se você girar esse mesmo top , ele vai andar ao redor da mesa por um tempo, antes de desacelerar e cair. Gravidade ainda age no topo , mas a fiação muda a resposta do alto a força da gravidade.
Momento Angular e Torque
topos
Spinning sentir a força da gravidade, mas o spin acrescenta uma outra dimensão ao movimento .
um objeto de fiação tem um momento angular que aponta ao longo de seu eixo . Ele vai manter esse momentum angular inalterada , a menos que um torque age sobre ele . Um binário é uma força aplicada a uma distância a partir do eixo de rotação de um objecto . Se o eixo da parte superior é perfeitamente vertical, a gravidade atua sobre o centro de massa da parte superior , que fica bem no eixo . Assim, não há torque e momento angular não vai mudar. Momentum angular Inalterado significa o eixo de rotação não se move, de modo que o topo continua a girar na posição vertical. Quando imperfeições forçar o topo de ponta um pouco, a gravidade não puxar para a direita para baixo o eixo mais. Mas há uma coisa engraçada sobre binário : é em ângulo reto com a força . Assim, quando um top começa a ponta e a gravidade puxa -lo , não puxe a parte superior mais - que faz com que ele comece a balançar
Conservação Momentum Angular
a primeira lei de Newton postula a idéia de que um corpo vai manter o mesmo ritmo , a menos alterado por outro force.The mesmo tipo de coisa é verdade para corpos girando : um corpo manterá seu momento angular , a menos que um torque muda . Então, se você pode isolar um objeto girando a partir de forças externas que poderiam exercer um torque, em seguida, o objeto irá manter seu momento angular na mesma direção . É assim que instrumentos giroscópicos trabalhar . A seção de fiação é fechado em gimbals --- ligações mecânicas que permitem o giro giroscópio livremente --- ea rotação continua indo na mesma direção . Portanto, se um giroscópio gimballed começa apontou para o horizonte oriental, ele vai ficar pontas que mesma maneira, independentemente das voltas e reviravoltas em sua moldura.
Precessão
Assistir uma na vertical suspenso, pneu girando bicicleta reagir a atração gravitacional é uma das demonstrações visuais mais atraentes do efeito da força externa sobre um giroscópio . Vídeos deste estão disponíveis na Internet, em lugares como o curso aberto MIT em movimento e giroscópios de rolamento. Se você anexar uma string para uma das extremidades do eixo de um pneu de bicicleta , e depois deixou o pneu , seria de esperar que caia para baixo e pendurar no ponto de fixação . Mas, quando o pneu está a rodar , a força também actua como um binário e , como mencionado acima , em vez de puxar para baixo , que actua em ângulos rectos e envia a fiação em torno do pneu no ar . Esse movimento é chamado precessão , definida como a resposta de um giroscópio a uma força externa .