Žiroskop: Razlika med redakcijama

'''Giroskóp''', tudi '''giroskòp''' in '''žiroskóp'''/'''žiroskòp''' je [[naprava]], ki ponazarja in izrablja [[izrek o ohranitvi vrtilne količine|načelo ohranitve]] [[vrtilna količina|vrtilne količine]] v [[fizika|fiziki]]. Giroskop je [[vrtavka|simetrična vrtavka]] obešena v [[kardanski sklop]]. Simetrična vrtavka je [[vrtenje|rotacijsko]] [[simetrija|simetrično]] [[togo telo]], ki se [[gibanje|giblje]] okrog nepremičnega [[os vrtenja|osišča]] (se [[vrtenje|vrti]] okrog nepomične [[točka|točke]]). Pri tem se [[trenje]] zanemari in na takšno vrtavko ne delujejo nobene [[zunanja sila|zunanje]] [[sila|sile]]. [[Vztrajnostni moment]] vrtavke <math>J_{\zeta}</math> okrog njene glavne osi, ki se pokriva z geometrijsko osjo, ni enak vztrajnostnima momentoma okrog drugih dveh glavnih osi <math>J_{\xi}</math> in <math>J_{\eta}</math>. Za simetrično vrtavko je <math>J_{\xi} = J_{\eta}</math>.

 

 

Ko se giroskop enkrat vrti, se skuša upirati spremembam smeri [[gibanje|gibanja]]. Pri tem opravlja [[Poinsotovo gibanje]]. Giroskop je [[izum]]il in imenoval leta [[1852 v znanosti|1852]] [[Jean Bernard Léon Foucault]] za svoj še drugi [[fizikalni preskus|preskus]] vrtenja [[Zemlja|Zemlje]]. Njegov giroskop je bil sestavljen iz valja, togo vezanega na os, ki je ležala s čim manjšim trenjem v kardanskem sklopu. Istega leta je s Personom potrdil vrtenje Zemlje orog svoje osi še na ta način. Valj se zavrti, na primer tako, da se nanj navije dolgo vrv in se jo na hitro potegne. Smer osi ostaja zaradi [[vztrajnost]]i nespremenjena. Če se os dovolj časa vrti, se lahko opazi kako podpora, na kateri leži kardanski sklop, in s tem sama Zemlja, rotira glede na os.

Pri giroskopu se poleg drugih pojavov opazi [[precesija]]. Z giroskopi so izdelani [[girokompas]]i, ki zamenjajo [[magnetni kompas|magnetne kompase]] (v [[letalo|letalu]], [[raketa|raketi]] ali [[vesoljsko plovilo|vesoljskem plovilu]]), za stabilizacijo ([[kolo]], [[železnica]] na enem tiru, [[Hubblov vesoljski daljnogled]], nameritev [[letalska bomba|letalske bombe]], [[ladja]] ([[Schlickova ladijska vrtavka]])), za zalogo vrtilne količine ([[navorno kolo|navorna kolesa]]) in za ohranjanje in prenos [[energija|energije]] v nekaterih [[stroj]]ih. Takšen primer je [[vztrajnik]] v [[motor]]ju. Giroskopski pojav se uporablja v mnogih različnih igračkah, kot so [[jojo]]ji in [[girosukalo|girosukala]] (Dynabee, SuperGyro, TheraBee, MagnaBee, DYNAMO, GyroTwister) ali v vadbenih pripomočkih (TheraGrip, TheraBar, Raqueteer, Double Dynamite, THERAGOLF, MOTOCROSS).

 

 

Osnovna enačba za [[dinamika|dinamični]] opis gibanja giroskopa je določena z [[zakon o vrtenju|zakonom o vrtenju]]:

Navor '''M''', ki je pravokoten na os vrtenja in zato pravokoten na '''Γ''', povzroča gibanje pravokotno na '''M''' in '''Γ'''. To gibanje je ''precesija''. Kotna hitrost precesije ω_p je:

 

 

Precesija se pojasni z [[izrek o vrtilni količini|izrekom o vrtilni količini]] in se jo lahko predstavlja tako, da se postavi os dovolj hitro se vrtečega giroskopa vodoravno ter se ga prosto spusti na eni strani. Namesto, da bo padel, kakor bi se pričakovalo, se navidezno upira [[težnost]]i in njegova os ostaja v vodoravni [[lega|legi]] tudi, če na eni strani ni podprt. Prosti konec osi počasi opisuje [[krožnica|krožnico]] v vodoravni ravnini. Ta pojav opisujeta zgornji enačbi. Navor giroskopa povzročata dve sili: težnost, ki deluje navzdol na njegovo težišče in enaka sila navzgor, ki podpira eno stran. Gibanje, ki izhaja iz navora, ni usmerjeno navzdol, kot bi se najprej pričakovalo, da bo sililo napravo proti tlem, ampak je pravokotno na gravitacijski navor (navzdol) in na os vrtenja (stran od podporne točke), to je v vodoravni smeri naprej. Tako naprava počasi [[kroženje|kroži]] okrog podporne točke.

* [[giroskop z optičnim vlaknom]]

* [[žiroskopska vadbena priprava]]

 

[[Kategorija:Mehanika]]

[[Kategorija:1852 v znanosti]]