Ett mekaniskt gyroskop är inte en så komplicerad enhet, men dess funktion är en ganska vacker syn. Forskare har studerat dess egenskaper i mer än tvåhundra år. Man skulle kunna tro att allt har studerats, för det har länge hittats och praktisk tillämpning och ämnet bör stängas.

Men det finns entusiastiska människor som aldrig tröttnar på att hävda att när ett gyroskop fungerar ändras dess vikt när det roterar i en eller annan riktning eller i ett visst plan. Dessutom låter slutsatser som om gyroskopet övervinner gravitationen. Eller så bildar den den så kallade gravitationsskuggzonen. Och slutligen finns det människor som säger att om gyroskopets rotationshastighet överskrids till ett visst kritiskt värde, får den här enheten negativ vikt och börjar flyga bort från jorden.

Vad har vi att göra med? Möjlighet till civilisationsgenombrott eller pseudovetenskaplig villfarelse?

Teoretiskt är en viktförändring möjlig, men med så höga hastigheter att det är omöjligt att testa detta experimentellt under normala förhållanden. Men det finns människor som hävdar att de har sett jordens gravitation övervinnas med en rotationshastighet på bara några tusen minuter. Detta experiment ägnas åt att testa denna hypotes.

Egenskaper för det enklaste hemgjorda gyroskopet.

Alla kan inte montera ett gyroskop. Autovälten satte ihop ett gyroskop som vägde mer än 1 kg. Max varvtal 5000 rpm. Om effekten av viktförändring verkligen är närvarande kommer det att märkas på en spakvåg. Deras noggrannhet, med hänsyn till friktion i gångjärnen, ligger inom 1 g.

Låt oss börja experimentet.

Låt oss först snurra det balanserade gyroskopet i ett horisontellt plan medurs. Ett roterande svänghjul kommer aldrig att vara helt balanserat eftersom det inte kan balanseras perfekt. Ja, och det finns inga idealiska lager.

Varifrån kommer den axiella och radiella vibrationen som överförs till balansbalken? Vad kan resultera i imaginär viktökning eller viktminskning? Låt oss försöka snurra svänghjulet åt andra hållet för att testa teorin att det är rotationsriktningen som spelar huvudrollen i en gravitationsförmörkelse. Men det verkar som om ett mirakel aldrig kommer att hända.

Vad händer om du hänger och snurrar ett gyroskop i ett vertikalt plan? Men även i detta fall sker inga förändringar på vågen.

Påtvingad precession.

Kanske i skolan eller på institutet visades du ett sådant upplägg för att visa påtvingad precession. Om du snurrar gyroskopet till exempel medurs i ett vertikalt plan, och sedan vrider det igen medurs, om du tittar uppifrån, men i ett horisontellt plan, så verkar det ta fart. Det är så han reagerar på yttre påverkan och strävar efter att kombinera axeln och riktningen för dess rotation med axeln och rotationsriktningen i det nya planet.

Vissa människor som plötsligt stöter på detta ämne utvecklar en felaktig förståelse av denna process. Det verkar som att ett mekaniskt gyroskop kan ta fart om det tvångssnurras i ett andra plan, och därmed kan en innovativ motor förmodligen skapas. Samtidigt reser sig gyroskopet här bara för att det stöts bort från det roterande stativet, och det i sin tur stöts bort från bordet. I noll gravitation kommer den totala rörelsemängden för en sådan struktur att vara noll.

Bland mekaniska gyroskop sticker det ut roterande gyroskop - snabbt roterande stel kropp vars rotationsaxel kan ändra orientering i rymden. Samtidigt hastigheten
gyroskopets rotation överstiger avsevärt rotationshastigheten för dess axel
rotation. Huvudegenskapen hos ett sådant gyroskop är förmågan att underhålla
rymdkonstant riktning för rotationsaxeln i frånvaro
påverkan av ögonblick av yttre krafter på den.

Se till att titta på den här videon.
Detta är ett köpt gyroskop:

Ja, från soporna)) kommer vi att behöva - 1. bit laminat (jag hittade ett skrot från min farfar på
balkong), 2. Botten och lock plåtburk(åt bönor - fick
burk) 3. Stålpinne (den svåraste delen - hittas på gatan)
4. Plasticine (stulen från min syster) 5. Nötter och/eller vikter 6. två
skruv, stans (vass sak i slutet, en syl duger, farfar har allt)
6. tråd (tjock koppar, min farfar hittade den)) 7. Poxypol (eller annan härdning
lim, tog från min farfar)) 8. Eltejp (ibid.)) 9. Trådar (för start och lite annat)
också, hos min mormor)) samt en såg, en skruvmejsel, etc...
den allmänna tanken är tydlig här

Därefter skär vi ut en ram från laminatet och böjer tråden till en ring, också in
skruvar måste stansas in i urtaget med en syl (jag gjorde det inte igen, jag bara
Jag tog isär mitt gyroskop och tog bilder på delarna...))

då hämtar vi huvuddelen-rotor (eller något annat)) ta botten och
hals (de är likadana) vi gör ett hål i dem (i mitten!!) hålet ska
vara tjock som en järnstav Vi skär järnstången till längden, ändarna
skärpa den För att göra inriktningen bättre, sätt in stången i borren och hur
maskin, vi vässar den med en fil på båda sidor måste vi också göra ett spår för;
fabrikstråd (du hittar den på bilden)) vi kommer att sprida plasticine på en av skivorna, och
vi fyller på den med muttrar och sänken (äntligen den som har en stålring
awesome) anslut sedan båda skivorna (smörgås) och tryck dem genom hålen
axel Smörj in hela grejen med Poxypol, lägg den (grejen)) i borren och hejdå
Poxy-golvet blir kallt, vi kommer att centrera skivan (för att inte träffa den) detta är det viktigaste
En del av jobbet måste vara perfekt.

Mekanisk gyroskopär olika. Det roterande gyroskopet är särskilt intressant. Dess väsen ligger i det faktum att en kropp som roterar runt sin axel är ganska stabil i rymden, även om den kan ändra riktningen på själva axeln. Axelns rotationshastighet är betydligt lägre än rotationshastigheten för gyroskopkanterna. Att rotera gyroskopet liknar att flytta en snurra på golvet. Skillnaden mellan en snurra och ett gyroskop är att snurran är ledig i rymden, medan gyroskopet roterar på strikt fasta punkter placerade i den yttre stången och har skydd så att den kan fortsätta att rotera om den faller.

Du kommer att behöva

• - två lock från burkar
• - en bit laminat
• - eltejp
• - nötter 6 st.
• - stålaxel eller spik
• - plasticine
• - lim
• - 2 bultar
• - tjock tråd
• - borra, fila

Instruktioner

1. Med dessa delar i handen kan vi börja montera rotorn. Vi slår hål exakt i mitten av burklocken, helst med samma spik som den som vi ska göra rotoraxeln av. Därefter, med hjälp av plasticine, fäster vi muttrarna på locket, du kan lägga mer än sex, vikten längs kanten av rotorn kommer att öka dess rotationstid.
2. Därefter gör vi axeln. För att göra detta, fäst den elektriska borren i ett skruvstäd, dra åt spiken utan ett huvud i den och skärpa den med en fil. På så sätt kommer axelslipningen att placeras så nära mitten av axeln som möjligt. Det är nödvändigt att skärpa på båda sidor.
3. Utan att ta bort den skärpta axeln från borren kommer vi att göra ett spår för gängan som ska köra rotorn. Vi fäster locket med muttrar på axeln med lim, men använder inte en som härdar för snabbt. Poxipol fungerar bra. Belägg muttrarna med samma lim.
4. Nu är det viktigaste att balansera. Medan limmet torkar måste du placera vikterna perfekt runt kanten på locket. Vi slår på borren (vertikalt), om den roterande rotorn slår i en riktning, är en del last inte korrekt placerad. Vi fixar det och försöker igen. Smörj muttrarna ovanpå och täck med det andra locket. Vi limar elektrisk tejp på rotorns kanter. Låt oss torka det. Själva rotorn är klar!
5. Vi tar två längre bultar, fäster dem i ett skruvstycke och slår hål i dem där rotorn ska fixeras. Nu måste vi komma på en yttre ram. Klipp ut en cirkel från laminatet. Det är bättre att rita det med en kompass i förväg. Rita omedelbart vertikala och horisontella linjer i en vinkel på 90 grader. Inuti skär vi ut en mindre cirkel, men så att rotorn passar där. Längs horisontella linjer gör vi hål för bultarna mitt emot varandra. Vi skruvar i bultarna. Mellan dem placerar vi vårt gyroskops axel. Samtidigt kan du inte dra åt den för hårt, annars kommer friktion att dämpa rotationshastigheten, och ingenting kommer att fungera. Lämna ca 1 mm rörelse, men så att gyroskopet inte faller ut ur bultarna. Vi limmar bultarna på stången så att vibrationer inte skruvar loss dem från ramen.
6. Allt som återstår är att installera skydd. Ta en tjock tråd och böj den till en ring. På platsen för den markerade horisontella linjen fäster vi den på vår produkt. Gyroskopet är klart. Vi lindar tråden runt axeln och drar den skarpt och kontrollerar dess funktionalitet.

Hemlagat gyroskop

Gyroskop(från antik grekiska yupo "cirkulär rotation" och okopew "look") - en snabbt roterande solid kropp, grunden för en enhet med samma namn, som kan mäta förändringar i orienteringsvinklarna för kroppen som är associerad med den i förhållande till trögheten koordinatsystem, vanligtvis baserat på lagen om bevarande av vridmoment (momentum).

Själva namnet "gyroskop" och en fungerande version av denna enhet uppfanns 1852 av den franske vetenskapsmannen Jean Foucault.

Bland mekaniska gyroskop sticker det ut roterande gyroskop- en snabbt roterande fast kropp, vars rotationsaxel kan ändra orientering i rymden. I detta fall överstiger gyroskopets rotationshastighet avsevärt rotationshastigheten för dess rotationsaxel. Huvudegenskapen hos ett sådant gyroskop är förmågan att upprätthålla en konstant riktning av rotationsaxeln i rymden i frånvaro av påverkan av moment av yttre krafter på den.

För att göra ett gyroskop behöver vi:

1. En bit laminat;
2. Botten 2 st. från en plåtburk;
3. Stålpinne;
4. Plasticin;
5. Muttrar och/eller vikter;
6. Två skruvar;
7. Tråd (tjock koppar);
8. Poxypol (eller annat härdande lim);
9. Eltejp;
10. Trådar (för att starta och något annat);
11. Samt verktyg: såg, skruvmejsel, kärna, etc...

Den allmänna idén illustreras tydligt i figuren:

Låt oss komma igång:

1) Vi tar laminatet och skär ut en 8-hörningsram från den (på bilden är den 6-hörn). Därefter borrar vi 4 hål i den: 2 (vid ändarna) längs framsidan, 2 tvärs över (samma i ändarna), se bild. Låt oss nu böja tråden till en ring (diametern på tråden är ungefär lika med ramens diameter). Låt oss ta 2 skruvar (bultar) och slå hål i dem i ändarna med en syl eller en kärna (i värsta fall kan du borra dem med en borr).

2) Du måste montera huvuddelen - rotorn. För att göra detta, ta två bottnar från en plåtburk och gör ett hål i dem i mitten. Hålet i diameter ska motsvara axelstaven (som vi kommer att sätta in där). För att göra en axelstav, ta en spik eller en lång bult och skär den till längden måste ändarna slipas. För att göra inriktningen bättre, sätt in stången i en borr och slipa den som på en maskin med fil eller bryne från 2 sidor. Det skulle vara trevligt att göra ett spår på den för lindning med tråd. Låt oss sprida plasticine på en av skivorna och stoppa in muttrar och vikter i den (om du har stålringar är detta ännu bättre). Nu ansluter vi båda skivorna (som en smörgås) och sticker igenom dem genom hålen med en axelstav. Vi smörjer in det hela med poxypol (eller annat lim), sätter in vår rotor i borren och medan poxypolen hårdnar centrerar vi skivan (detta är den mest viktig del arbete). Balansen måste vara perfekt.

3) Vi monterar enligt bilden, rotorns fria rörelse upp och ner ska vara minimal (du kan känna det, men bara lite).

En dag såg jag ett samtal mellan två vänner, eller snarare flickvänner:

A: Åh, du vet, jag har en ny smartphone, den har till och med ett inbyggt gyroskop

B: Ah, ja, jag laddade också ner det till mig själv och installerade gyroskopet i en månad

S: Um, är du säker på att det är ett gyroskop?

B: Ja, ett gyroskop för alla stjärntecken.

För att minska antalet sådana dialoger i världen föreslår vi att du tar reda på vad ett gyroskop är och hur det fungerar.

Gyroskop: historia, definition

Ett gyroskop är en enhet som har en fri rotationsaxel och kan reagera på förändringar i orienteringsvinklarna för den kropp som den är installerad på. Vid rotation bibehåller gyroskopet sitt läge oförändrat.

Själva ordet kommer från grekiskan gyreu®– rotera och skopeo- titta, observera. Termen gyroskop introducerades först Jean Foucaultår 1852, men enheten uppfanns tidigare. Detta gjordes av en tysk astronom Johann Bonenbergerår 1817.

De roterar med hög frekvens fasta ämnen. Gyroskopets rotationsaxel kan ändra sin riktning i rymden. Roterande artillerigranater, flygplanspropellrar och turbinrotorer har gyroskopegenskaper.

Det enklaste exemplet på ett gyroskop är bästa eller den välkända leksakssnurran för barn. En kropp som roterar runt en viss axel, som bibehåller sin position i rymden om gyroskopet inte påverkas av några yttre krafter och moment av dessa krafter. Samtidigt är gyroskopet stabilt och kan motstå påverkan av yttre krafter, vilket till stor del bestäms av dess rotationshastighet.

Om vi ​​till exempel snabbt snurrar snurran och sedan trycker på den kommer den inte att falla, utan fortsätta att rotera. Och när toppens hastighet sjunker till ett visst värde kommer precession att börja - ett fenomen när rotationsaxeln beskriver en kon, och toppens vinkelmoment ändrar riktning i rymden.

Typer av gyroskop

Det finns många typer av gyroskop: två Och tre grader(separation med frihetsgrader eller möjliga rotationsaxlar), mekanisk, laser Och optisk gyroskop (separation baserad på funktionsprincip).

Låt oss titta på det vanligaste exemplet - mekaniskt roterande gyroskop. Det är i princip en topp som snurrar runt vertikal axel, som roterar runt en horisontell axel och i sin tur är fixerad i en annan ram, som roterar runt en tredje axel. Oavsett hur vi vänder toppen kommer den alltid att vara i vertikalt läge.

Tillämpningar av gyroskop

På grund av deras egenskaper används gyroskop i stor utsträckning. De används i stabiliseringssystem rymdskepp, i navigationssystem för fartyg och flygplan, i mobila enheter och spelkonsoler, och även som simulatorer.

Jag undrar hur en sådan apparat kan passa in i en modern mobiltelefon och varför behövs det där? Faktum är att ett gyroskop hjälper till att bestämma enhetens position i rymden och ta reda på avböjningsvinkeln. Självklart har telefonen inte en direkt roterande topp; gyroskopet är ett mikroelektromekaniskt system (MEMS) som innehåller mikroelektroniska och mikromekaniska komponenter.

Hur fungerar detta i praktiken? Låt oss föreställa oss att du spelar ditt favoritspel. Till exempel racing. För att vrida på ratten på en virtuell bil behöver du inte trycka på några knappar, du behöver bara ändra positionen på din gadget i dina händer.

Som du kan se är gyroskop fantastiska enheter som har fördelaktiga egenskaper. Om du behöver lösa problemet med att beräkna ett gyroskops rörelse i ett område med yttre krafter, kontakta studentservicespecialister som hjälper dig att hantera det snabbt och effektivt!