Co to jest żyroskop?

Żyroskop został nazwany przez Leona Foucaulta, francuskiego fizyka, w celu wykazania obrotu Ziemi. Swobodnie obracająca się tarcza, zwana wirnikiem, została zamontowana na osi wirowania pośrodku większego, stabilnego koła. Gdy ziemia obracała się wokół własnej osi, stabilne koło obracało się wraz z nią, ale wirnik się nie poruszał. Ruch zamontowanego koła podążał za obrotem ziemi, obracając się wokół środkowego dysku i demonstrując obrót ziemi.

Zwykle we współczesnych żyroskopach wirnik ciągle się obraca. Ciągłe wirowanie dodaje żyroskopowi określone właściwości i zwiększa jego wykorzystanie. Podobnie jak obracający się blat, który pozostaje poziomo na pochylonej powierzchni, środek przędzenia żyroskopu nie zmienia swojej orientacji. Wirowanie wirnika oznacza, że ​​każda zmiana orientacji wpływa jednakowo na wszystkie punkty na wirniku, powodując wirowanie wirnika na ustalonej osi. To się nazywa precesja .

Precesja tworzy stałą orientację. Wirnik obraca się na stałej osi, podczas gdy konstrukcja wokół niego obraca się lub przechyla. W przestrzeni kosmicznej, gdzie cztery punkty kompasu są bez znaczenia, oś wirującego wirnika służy jako punkt odniesienia do nawigacji.

Oprócz wirnika nowoczesne żyroskopy zwykle mają dwa dodatkowe pierścienie, zwane kardanami, w środku większego stabilnego pierścienia. Wirnik obraca się na osi połączonej z mniejszym wewnętrznym przegubem Cardana. Gimbal obraca się na osi poziomej utworzonej przez jego połączenie z większym, zewnętrznym gimbalem. Większy gimbal obraca się pionowo i obraca się wokół osi połączonej ze stabilnym pierścieniem zewnętrznym.

Żyroskopy są w kompasach do samolotów, statków kosmicznych i łodzi. W samolotach wysokość i orientację samolotu mierzy się względem stałego obrotu żyroskopu. W kosmosie, w którym jest niewiele punktów odniesienia ułatwiających nawigację, jako punkt orientacji służy wirujący środek żyroskopu.

Masywne żyroskopy służą do stabilizacji dużych łodzi i niektórych satelitów. Są one również stosowane w systemach naprowadzania niektórych pocisków. Robią nawet zabawną zabawkę dla dzieci.