Гироско́п (от др. -греч. γῦρος «круг» + σκοπέω «смотрю») — устройство, способное реагировать на изменение углов ориентации тела, на котором оно установлено, относительно инерциальной системы отсчёта. Простейший пример гироскопа — юла (волчок).
Гироско́п (от др. -греч. γῦρος «круг» + σκοπέω «смотрю») — устройство, способное реагировать на изменение углов ориентации тела, на котором оно установлено, относительно инерциальной системы отсчёта. Простейший пример гироскопа — юла (волчок).
Иллюстрация к основному свойству 3-степенного гироскопа — гироскопа в кардановом подвесе. При нулевом моменте, воздействующем на ось гироскопа, её направление в пространстве остается неизменным.
Анимация прецессии механического гироскопа. Опрокидывающий момент вызывает прецессию, перпендикулярную к вектору момента.
Термин впервые введен Ж. Фуко в своём докладе в 1852 году во Французской Академии Наук. Доклад был посвящён способам экспериментального обнаружения вращения Земли в инерциальном пространстве. Этим и обусловлено название «гироскоп».
Гироскоп, изобретённый Фуко (построил Дюмолен-Фромент, 1852)
КлассификацияПравить
Основные типы гироскопов по количеству степеней свободы:
двухстепенные,
трехстепенные.
Основные два типа гироскопов по принципу действия:
механические гироскопы,
оптические гироскопы.
Также проводятся исследования по созданию ядерных гироскопов, использующих ЯМР для отслеживания изменения спина атомных ядер. [9]
Механические гироскопыПравить
Среди механических гироскопов выделяется ро́торный гироско́п — быстро вращающееся твёрдое тело (ротор), ось вращения которого может свободно изменять ориентацию в пространстве. При этом скорость вращения гироскопа значительно превышает скорость поворота оси его вращения. Основное свойство такого гироскопа — способность сохранять в пространстве неизменное направление оси вращения при отсутствии воздействия на него моментов внешних сил и эффективно сопротивляться действию внешних моментов сил. Это свойство в значительной степени определяется величиной угловой скорости собственного вращения гироскопа.
Впервые это свойство использовал Фуко в 1852 г. для экспериментальной демонстрации вращения Земли. Именно благодаря этой демонстрации гироскоп и получил своё название от греческих слов «вращение», «наблюдаю».
Свойства трёхстепенного роторного гироскопаПравить
См. также: Гироскопический тренажёр
Прецессия механического гироскопа.
При воздействии момента внешней силы вокруг оси, перпендикулярной оси вращения ротора, гироскоп начинает поворачиваться вокруг оси прецессии, которая перпендикулярна моменту внешних сил.
Поведение гироскопа в инерциальной системе отсчёта описывается, согласно следствию второго закона Ньютона,являются, со ственно, моментом силы, действующей на гироскоп, и его моментом импульса.
Изменение вектора момента импульса под действием момента силы возможно не только по величине, но и по направлению. В частности, момент силы {displaystyle , приложенный перпендикулярно оси вращения гироскопа, то есть перпендикулярный {displaystyle {приводит к движению, перпендикулярному как {displ гироскопа определяется его моментом импульса и моментом обратно пропорциональна моменту импульса ротора гироскопа, или, при неизменном моменте инерции ротора — скорости его вращения.
Одновременно с возникновением прецессии, согласно следствию третьего закона Ньютона, гироскоп начнёт действовать на окружающие его тела моментом реакции, равным по величине и противоположным по направлению моменту . приложенному к гироскопу. Этот момент реакции называется гироскопическим моментом
Иллюстрация к основному свойству 3-степенного гироскопа — гироскопа в кардановом подвесе. При нулевом моменте, воздействующем на ось гироскопа, её направление в пространстве остается неизменным
Анимация прецессии механического гироскопа. Опрокидывающий момент вызывает прецессию, перпендикулярную к вектору момента.
Термин впервые введен Ж. Фуко в своём докладе в 1852 году во Французской Академии Наук. Доклад был посвящён способам экспериментального обнаружения вращения Земли в инерциальном пространстве. Этим и обусловлено название «гироскоп».
Гироскоп, изобретённый Фуко (построил Дюмолен-Фромент, 1852)
Классификация
Основные типы гироскопов по количеству степеней свободы:
двухстепенные,
трехстепенные.
Основные два типа гироскопов по принципу действия:
механические гироскопы,
оптические гироскопы.
Также проводятся исследования по созданию ядерных гироскопов, использующих ЯМР для отслеживания изменения спина атомных