Żyroskop
Z Wikipedii
Żyroskop – urządzenie składające się ze sztywnego obiektu wirującego wokół własnej osi, którego oś obrotu może swobodnie zmieniać swoją orientację w przestrzeni.
Własności żyroskopu spełnia wiele ciał np: ciała niebieskie w tym Ziemia, pociski karabinowe (z wyjątkiem wystrzelonych z broni gładkolufowej), wirniki maszyn, koła.
Przyrząd demonstrujący efekty żyroskopowe też jest nazywany żyroskopem, ma on postać metalowego krążka, który raz wprawiony w ruch obrotowy zachowuje swoje pierwotne położenie osi obrotu. Żyroskop został wynaleziony w 1852 przez Leona Foucaulta, jako demonstracja zasady zachowania momentu pędu.
Żyroskopy są używane do budowy żyrokompasów, które mają szerokie zastosowanie w nawigacji, zwłaszcza lotniczej.
Podstawowe równanie opisujące zachowanie żyroskopu:
Zjawisko zmiany położenia osi wirowania żyroskopu pod wpływem działania siły zewnętrznej nazywane jest precesją. Częstość precesji określa wzór:
gdzie:
- moment siły,
- moment pędu żyroskopu,- I - moment bezwładności,
- ω - prędkość kątowa,
- α - przyspieszenie kątowe,
- t - czas,
- częstość precesji.
Warunkiem dobrej pracy żyroskopu jest duża prędkość obrotowa i małe tarcie w łożyskach. Ten drugi cel osiąga się łożyskując żyroskop na strumieniu sprężonego powietrza lub – jeszcze lepiej – "zawieszając" go w polu elektrostatycznym w próżni (wtedy żyroskop o prędkości 24 tys. obr./min wskazuje stały kierunek w przestrzeni z błędem nie większym niż 0,0001°/h, czyli 1° na 14 miesięcy).
Obracające się ciało o ograniczonej swobodzie ruchu osi obrotu to bąk, żyroskop jest też nazywany bąkiem swobodnym.
Dzisiaj żyroskopy stosuje się w urządzeniach do wskazywania wybranego kierunku używanych w samolotach, śmigłowcach, statkach itp. Urządzenie zbudowane na tej zasadzie jest nazywane żyroskopem, żyrokompasem lub kompasem żyroskopowym.
