Vnější síly na gyroskopy

Každý objekt , který můžete vidět následující Newtonovy zákony pohybu. Tyto slavné pravidla patří zjištění, že to vyžaduje vnější sílu k urychlení objekt. Například, pokud zvednete pohár ze stolu , se použití síly a změnou hybnosti poháru z nuly na cokoliv zvýšit pohár vzít něco k pití. Můžete zvednout ašálek stoupá . Ale ty samé zákony , aplikované na objektu předení , vytvořit neočekávané chování. To znamená, že gyroskopy reagovat na vnější síly v překvapivým způsobem . Gyroskop

gyroskop jepředení objekt, který je symetrický kolem své osy otáčení . Basketbal na prstu ,válcování tužku na stůl ,motocykl pneumatiky --- to všechno jsou gyroskopy . Newtonovy pohybové zákony platí pro všechny malé části gyroskop , takže pohyb je možné vypočítat tím, že sleduje , jak se tempo každého malého prvku gyroskopu se mění podle síly působící na něj . Ale je tumnohem jednodušší zkratka najít pohybových rovnic , které se vztahují k celému předení těla najednou. Non - předení objekt změní svou hybnost , když je aplikovánasíla . Předení objekt změní jeho točivý moment při použitímoment
Spinning Top

Gyroskopické pohyb jezvláštní případ pohybu tělesa - .Téma, které bude trvat nějaký čas na prohlídku - ale tam jesnadný způsob, jak představit sebe na některé zvláštnosti kroutícího pohybu. Pokud jste si hračku nahoře na svém místě , okamžitě spadne . Máte-li točit ten samý vrchol , bude pohybovat kolem stolu na chvíli, než zpomaluje a klesá. Gravity stále působí na vrcholu, alepředení změní horní odezvu na působení gravitační síly .
Angular Momentum a točivý moment
káča pocit, že gravitační síla , alespin přidává další rozměr k pohybu.

předení objekt má moment hybnosti , který ukazuje podél své osy. To bude držet , že moment hybnosti beze změny , pokudkroutící moment působí na něj . Točivý moment , jesíla, která působí ve vzdálenosti od osy objektu předení . Pokud se osa vrcholu je svisle gravitace působí na těžiště vrcholu , který je přímo na ose . Neexistuje tedy žádný moment amoment hybnosti se nezmění. Beze změny hybnosti znamená ose otáčení nepohybuje , tak, aby horní stále točí ve vzpřímené poloze. Při nedokonalosti nutí horní ke špičcetrochu gravitace nepodává už přímo dolů po ose. Ale je tulegrační věc, o moment: je v pravém úhlu k síle . Takže kdyžtop začne až ke konečkům a gravitace táhne na tom , že nepodává na vrchol přes - to způsobí , že začít kymácení
Úspora hybnosti

první zákon Newtonův předpokládá myšlenku, žetělo bude mít stejnou dynamiku , pokud změněn jiným force.The stejného druhu věc je pravda, pro spřádání těla :tělo bude držet jeho točivý moment , pokudkroutící moment změní. Takže pokud byste mohli izolovat rotující objekt z vnější síly , které by mohly vyvíjet točivý moment , pak bude objekt držet jeho točivý moment ve stejném směru . To je, jak gyroscopic nástroje fungují . Sekce předení je uzavřen v závěsu --- mechanických vazeb , které umožňují gyroskopu volně otáčet --- aspin stále ubírá stejným směrem . Takže pokudkardanových gyro začíná ukázal na východní obzor , zůstane ukazoval , že stejným způsobem, bez ohledu na zvraty v jejím rámci .
Precession

Sledování vertikálně pozastavena , spinning kola pneumatika reagovat přitažlivosti je jedním z nejzajímavějších vizuálních demonstrace vlivu vnější síly na gyroskop . Videa z toho jsou k dispozici na internetu , na takových místech , jako je MIT otevřený kurz na valivý pohyb a gyroskopy . Pokud připojíte řetězec k jednomu konci osy jízdního pneumatiky a nechte pokles pneumatiky , měli byste očekávat, že spadnout a visí z bodu připojení . Ale když sepneumatika otáčí ,síla působí také jako točivý moment , a , jak bylo uvedeno výše , místo toho, aby tahem dolů , působí v pravém úhlu a vysílá předení pneumatiky kolem ve vzduchu . Tento návrh se nazývá precese , definována jako reakci gyroskopu na externí síly .