Интересный гироскоп
Как можно экспериментировать с гироскопом
Потребуется
Многие из вас слышали такое слово как гироскоп. Но что же это такое и какие опыты с ним можно проводить?
История создания:
Гироскоп был изобретен Ионном Боненбергером в 1817 году. Главной частью гироскопа был вращающийся массивный шар в кардановом подвесе (универсальная опора, которая позволяет закрепленному в ней предмету вращаться одновременно в нескольких плоскостях).
В 1832 году американец Уолтер Р. Джонсон придумал гироскоп с вращающимся диском.
В 1852 году французский ученый Жан Бернар Леон Фуко дополнительно усовершенствовал гироскоп и впервые использовал его по назначению (он показывал изменение направления относительно Земли), а также именно Фуко придумал название «гироскоп». Предыдущие изобретали называли его просто карданов подвес.
Во второй половине 19-го века впервые стали использовать электродвигатель для разгона и поддержания вращения гироскопа. И уже в 1880-х годах инженером Обри был впервые использован гироскоп для стабилизации курса торпеды.
Начиная с 20-го века свойства гироскопа стали широко использоваться и в современной технике:
- гироуспокоители – для придания устойчивости кораблям и самолетам во время движения;
- гирокомпасы – для определения направления движения;
- гирорулевые – для автоматического управления движения самолетов, судов, реактивных снарядов.
Проведём эксперимент!
1.
для начала внимательно изучи устройство твоего гироскопа, скорее всего он выглядит очень похожим как на тот, что у меня в руках
2.
внутри рамки находится диск, который следует хорошенько закрутить (для этого, как правило используется веревочка или специальный стержень)
3.
закрути гироскоп и поставь его на острие карандаша – удивительно, насколько он устойчив!
4.
Можно также попробовать поставить его себе на ладонь, на стол, на любую другую поверхность
5.
обрати внимание, сначала наш гироскоп стоит вертикально, но через некоторое время, по мере замедления его вращения, он начинает наклоняться и вращаться по кругу
6.
(этого же эффекта можно достичь если во время вращения самостоятельно наклонить наш гироскоп) – это явление называется прецессия
7.
а теперь попробуй установить гироскоп на веревочку. В том случае, если гироскоп был довольно сильно раскручен, а веревочка натянута, то он может удерживать равновесие на ней, как настоящий канатоходец.
8.
Попробуй наклонять веревочку и наблюдать за тем, как наш гироскоп продолжает удерживать ориентацию в пространстве (несмотря на то, что веревочка сильно наклонилась, наш гироскоп продолжает смотреть вверх)
Объяснение эксперимента
Простой механический гироскоп интересен тем, что он способен сохранять неизменное положение оси вращения сопротивляясь воздействию внешних сил.
На практике это означает, что как только мы хорошенько закрутим гироскоп и поставим его вертикально, то теперь даже если мы будем его поворачивать, наш диск будет оставаться в том же положении, как и его ось вращения (до тех пор, пока скорость вращения достаточно большая).
Интересные факты:
- существуют светящиеся гироскопы, которые во время движения светятся, а также демонстрируют различные цветовые узоры;
- благодаря гироскопам удерживают равновесие электрические самокаты сегвеи и гироскутеры;
- минимум три гироскопа используются в квадрокоптерах для обеспечения их устойчивого полета;
- во многих современных смартфонах используются гироскопы для определения их положения в пространстве (для некоторых приложений это важно);
- также гироскопы используются в различных джойстиках игровых приставок, например, PlayStation.
