Enkel forklaring på hvordan Gyroskoper Work

Gyroskoper kan synes at opføre sig på en meget mærkelig måde, men en undersøgelse af deres underliggende fysik viser, at de reagerer på den eksterne verden på meget logiske og forudsigelige måder. Nøglen til forståelse af gyroskoper er at forstå begrebet vinkelmoment. Dette ligner den lineære modpart men med nogle bemærkelsesværdige forskelle.

Forståelse Momentum

Linjær momentum forstås godt af de fleste mennesker. Et objekt, der bevæger sig, har tendens til at fortsætte med at gøre det med samme retning og hastighed, medmindre det handles af en ydre kraft. Når dette sker, ændres hastigheden eller retningen på en intuitiv måde.

Vinkelmomentet er ens, men vektoren der repræsenterer retningen er justeret med spinaksen. Når en kraft virker på et spindingobjekt, virker det på denne vektor, ligesom det ville være i en lineær sag. Forskellen er, at den resulterende momentumændring ikke er i retning af kraften, men i lige vinkler til både den og momentumvektoren.

Gyrokonstruktion

Enhver spindingobjekt vil påtage sig gyroskopiske egenskaber men effekten accentueres, hvis objektet er lavet med mere masse, der er koncentreret yderligere fra spin-aksen. Dette giver det spindeobjekt mere vinkelmoment. De mest effektive gyroskopdesigner bruger en tungere og mere koncentreret masse, der er afbalanceret omkring et lavfriktionspivotpunkt.

Stabilitet

En gyroskops primære kvalitet er, at den er stabil. Når en gryo er spundet, har den tendens til at forblive i samme orientering, og enhver kraft anvendt til omorientering af spin-aksen er opfyldt med en resistiv kraft. Dette kaldes bevarelse af vinkelmoment. Ligesom en hastighedsbil har tendens til at fortsætte på sin vej, medmindre en overvældende kraft ændrer sin momentum, forsøger en spids øverste at fortsætte med at rotere med sin akse orienteret i samme retning.

Bruger

Gyroskoper er bruges i vid udstrækning som instrumenter i inertial reference enheder. De kan findes i fly, missiler og satellitter. Gyroskopiske virkninger findes også i mere almindelige genstande. De er ansvarlige for stabiliteten af ​​en bevægende cykel og en spinding yo-yo.

Precession

Det mest unikke karakteristika ved et gyroskop er præcession, hvilket giver enheden sin tilsyneladende evne til at tåle tyngdekraften . Den bevægelse, der modvirker enhver kraft, der forsøger at omdanne spin-aksen, styres, så gyroen forbliver oprejst. I stedet for at falde over fra tyngdekraften, rettigheder det sig selv ved at bevæge sig sidelæns.