Natura efectului giroscopic

Natura efectului giroscopic

Giroscopul a fost cunoscut mai intai sub forma destul de banala a unui corp rotund, uniform si orizontal, cu un sprijin punctiform, caruia i se imprima o miscare de rotatie. Acest corp are propriertatea de a-si mentine neschimbata pozitia axei de rotatie, in jurul careia se roteste cu mare viteza.

Cusca giroscopica formata din doua inele unul interior si altul exterior asigura posibilitatea ca giroscopul sa-si poate mentine pozitia invariabila indiferent de puncul de suspensie. Corpul de rotatie sprijinit pe plan devine un rotor masiv care se poate roti in jurul axei principale de suspensie. Antrenarea acestui rotor se poate face electric sau pneumatic.

In functie de aceste inele de suspensie se definesc gradele de libertate ale giroscopului. Poate avea pana la 3 grade de libertate.

Acceleratia Coriolis

Efectul giroscopic al corpului rigid ce se roteste repede consta in rezistenta pe care o manifesta aceasta forta fata de orice tendinta de schimbare a pozitiei axei sale de rotatie in spatiu.

Studiile au aratat ca la baza efectului giroscopic se afla o acceleratie numita complementara sau Coriolis, care apare ca suma a acceleratiilor date de miscarea de transport in jurul axei proprii si de forta centripeta, datorata inclinarii axei de rotatie fata de axa verticala a triedrului fix ca rezultat al unei influente externe.

D.p.d.v. mecanic, efectul giroscopic inseamna conservarea momentuluio cinetic al punctului material de masa m, prin aparitia unui moment rezistent, opus deci actiunii perturbatoare.

Momentul giroscopic

Daca se imprima rotorului giroscopic o miscare de rotatie relativa cu viteza constanta in jurul axei proprii si o deplasarew unghiulara cu viteza constanta in jurul axei verticale, inertia pe care o poseda masa giroscopului va da un moment exterior rezistent, creat de miscarea de transport.

Momentul rezistent care ia nastere in sistemul giroscopului cand acestuia i se imprima simultan o rotatie in jurul axei proprii si o deplasare unghiulra in jurul altei axe, se numeste momentul reactiei giroscopului sau prescurtat, momentul giroscopic.

La un giroscop se pot deosebi 3 axe: axa de rotatie proprie, in jurul careia giroscopul se roteste cu viteza unghiulara proprie, doua axe de suspensie, care pot fi reciproc axe de precesie sau perturbare. Se numeste axa de precesie axa dupa a carei directie apare viteza unghiulra, atunci cand asupra giroscopului, actioneza momente exterioare perturbatoare. Se numeste axa de perturbare, axa in raport cu care lucreza momentul fortelor exterioare pertubatoare.

Giroscopul cu 3 grade de libertarte se numeste giroscop liber. Daca asupra giroscopului liber nu actionaeza momente exterioare perturbatoare, acesta isi mentine pozitia axei principale de rotatie invariabila in spatiu, fara a fi influentat de miscarile pe care le executa platforma la care este fixat.

Daca asupra giroscopului liber actioneaza momente perturbatoare, care tind sa modifice pozitia in spatiu a axei de rotatie proprie, acesta va fi afectat de o miscare de rotatie, numita precesie, in jurul unei axe perpendiculare pe planul format de axa de rotatie proprie si axa de perturbare.

Daca momentul cinetic al giroscopului este mare, fortele exterioare care actioneza intr-un interval de timp foarte scurt vor afecta foarte putin miscarea polului giroscopului.