Гироскопы и их применение. Статьи и доклады на сайте "Физика вокруг нас"

Гироскоп и их применение Что же представляет собой гироскоп? Гироскопом называется твёрдое тело, вращающееся с большой угловой скоростью (рис. 1). Представьте себе диск диаметром 10 сантиметров и толщиной 2 сантиметра, вращающийся вокруг оси симметрии с частотой 10000 оборотов в минуту.
рис. 1	Какие же явления можно при этом наблюдать? Представьте, что ось вращения направлена на вас. Если при быстром вращении этого диска вы попытаетесь резко изменить направление его оси вращения, в пространстве, то в ответ на ваше возмущения отреагирует весьма непонятным образом.
Допустим, вы резко попытаетесь наклонить вниз ось гироскопа, то он попытается повернуть свою ось влево от вас, если же вы наоборот пытаетесь поднять ось гироскопа вверх (резко), то он попытается повернуться вправо от вас. Таким же образом обстоят дела при попытке повернуть ось гироскопа вправо или влево, он уходит вверх или вниз соответственно. В этом явлении заключена вся загадочность гироскопа. Конечно, физика уже давно описала все свойства гироскопа, и они широко применяются в технике. Рассмотрим некоторые применения гироскопа. Стабилизация положения в пространстве. Свойства гироскопа широко применяются в вертолётах, для стабилизации их равновесия. Обычно вертолёт содержит внутри себя (два-три) гироскопа для стабилизации вертикали и горизонтали. То есть с помощью гироскопа в вертолёте заглушаются различные вибрации и колебания вызванные его мощными двигателями и винтами. Так же свойства гироскопа применяются для стабилизации горизонтали в быстроходных пограничных катерах. Когда катер развивает большую скорость и если на поверхности воды большие волны, включают мощный гироскоп, ось вращения которого совпадает с направлением движения катера и удары волн о днище катера насколько заглушаются гироскопом и не вызывают сильных подпрыгиваний катера. Так же гироскопический эффект широко применяется при исследовании пробуренных в земле скважин. Ось гироскопа совмещается с датчиком, сигналы от которого обрабатываются на поверхности земли.
рис. 2	На рисунке 2 показаны изменения ровности скважины, которые и пытаются найти при помощи гироскопа.
Как видно из рисунка, корпус гироскопа наклонился по искривлению скважины. А диск гироскопа (красный диск), остался ориентированным как раньше, когда скважина была вертикальной, и следовательно его ось перемесилась по датчику (синяя полоска), раньше была посередине датчика, теперь сдвинулась вправо. Тем самым обнаружилось искривление скважины. (Схема этого применения гироскопа сильно упрощена, но этого достаточно для понимания явления) Автор: Якушев студент физического факультета Опубликовано: 11 января 2004 г.

Гироскоп и их применение