Гироскопический эффект. Прецессия гироскопа

Про гироскопический эффект - ось гироскопа норовит сохранять свою ориентацию в пространстве неизменной. То есть параллельно самому себе переместить гироскоп легко, а вот повернуть (изменение ориентации оси) - фиг. Причём чем выше скорость вращения - тем труднее.
К мотоциклу на самом деле не имеет никакого отношения. Это просто широко распространённое заблуждение. На самом деле то, что ни велосипедист, ни мотоциклист при езде не падают, связано вовсе не с гироскопическим эффектом - они и на малой скорости не падают, когда гироскопический эффект совсем невелик. Устойчивость там достигается совсем другим - особой формой вилки переднего колеса. Такой, что при повороте вилки центр тяжести мотоцикла (и велосипеда) чуть-чуть приподнимается. Так что положение, когда руль смотрит прямо, оказывается самым устойчивым чисто с энергетической точки зрения.
Ладно, небольшапя добавка, чтоб объяснить физику возникновения гироскопического эффекта. Про инерцию все, полагаю, в курсе. И про то, что отклонить летящую пулю намного труднее, чем пулю, упавшую со стола. Она вместо чтоб отклониться прострелит на фиг (скорость существенно другая). Вот в гироскопе ровно то же самое. При быстром вращении скорость точек на ободе гироскопа очень высокая. И отклонить ось вращения гироскопа - это примерно как отклонить быстро летящую пулю.

Прецессия гироскопa

Наблюдать прецессию достаточно просто. Нужно запустить волчок и подождать, пока он начнёт замедляться. Первоначально ось вращения волчка вертикальна. Затем его верхняя точка постепенно опускается и движется по расходящейся спирали. Это и есть прецессия оси волчка.

Главное свойство прецессии — безынерционность: как только сила, вызывающая прецессию волчка, пропадёт, прецессия прекратится, а волчок займёт неподвижное положение в пространстве. В примере с волчком этого не произойдет, поскольку в нём вызывающая прецессию сила — гравитация Земли — действует постоянно.

Можно получить эффект прецессии, не дожидаясь замедления вращения волчка: толкните его ось (приложите силу) — начнётся прецессия. С прецессией напрямую связан другой эффект, показанный на иллюстрации ниже — это нутация — колебательные движения оси прецессирующего тела. Скорость прецессии и амплитуда нутации связаны со скоростью вращения тела (изменяя параметры прецессии и нутации в случае, если есть возможность приложить силу к оси вращающегося тела, можно изменить скорость его вращения).

Поиск по сайту: