Cтраница 1
Поведение гироскопа при вынужденной прецессии на первый взгляд противоречит закону сохранения энергии. Как только к гироскопу подвешивается грузик, сразу же возникает прецессионное движение. С этим движением связана дополнительная кинетическая энергия гироскопа. [1]
Поведение гироскопа при вынужденной регулярной прецессии в известном смысле аналогично поведению шарика, привязанного на нити, при равномерном вращении по окружности. Сила натяжения нити тянет шарик к центру окружности, но шарик все время движется перпендикулярно к ней, непрерывно уходит в бок. Сила натяжения нити не создает, а лишь поддерживает равномерное вращение по окружности. Для создания такого вращения шарику необходимо сообщить дополнительный толчок в боковом направлении. Сила натяжения меняет только направление, но не модуль скорости. Если иметь в виду эту аналогию, то явление ухода вбок оси фигуры гироскопа при вынужденной регулярной прецессии представится, быть может, не таким уж странным, каким кажется на первый взгляд. [2]
Поведение гироскопа при вынужденной прецессии на первый взгляд противоречит закону сохранения энергии. Как только был повешен грузик, сразу же возникало прецессионное движение. С этим движением связана дополнительная кинетическая энергия гироскопа. [3]
Поведение гироскопа при вынужденной регулярной прецессии в известном смысле аналогично поведению шарика, привязанного на нити, при равномерном вращении по окружности. Сила натяжения нити тянет шарик к центру окружности, но шарик все время движется перпендикулярно к ней, непрерывна уходит вбок. Сила натяжения нити не создает, а лишь поддерживает равномерное вращение по окружности. Для создания такого вращения шарику необходимо сообщить дополнительный толчок в боковом направлении. Сила натяжения меняет только направление, но не величину скорости. Если иметь в виду эту аналогию, то явление ухода вбок оси фигуры гироскопа при вынужденной регулярной прецессии представится, быть может, не таким уж странным, каким кажется оно на первый взгляд. [4]
Поведение гироскопов с тремя степенями свободы объясняется специальными правилами. [5]
Такое поведение гироскопа полностью соответствует основному закону динамики вращательного движения. Момент импульса гироскопа теперь уже будет L1L0 dL, и с его направлением совпадает новое направление оси гироскопа. [6]
Рассмотрим поведение гироскопа на примере волчка. [7]
Первые наблюдения над поведением гироскопа сделаны человеком еще в глубокой древности. Известно, например, что уже в третьем тысячелетии до нашей эры в Китае наряду с другими необычными для того времени вещами умели делать игрушку-волчок, дошедшую до наших дней. Однако в течение многих веков человек не мог дать разумного объяснения загадочному поведению быстро вращающегося волчка и расширить круг его применений. [8]
Это изменение в поведении гироскопа объясняется тем, что наряду с моментом силы F на ось действует момент сил и со стороны подставки, в которой он закреплен. [9]
При первом взгляде такое поведение гироскопа кажется очень удивительным. Действительно, давим на тело вверх, а оно идет вдоль горизонта, в перпендикулярном направлении к линии действия силы. Затем поразительным является отсутствие инерции: мы толкали палочкой - было движение, отпустили палочку - движение тут же прекратилось. [10]
Правило, описывающее подобное поведение гироскопа, называется правилом Грюэ - Жуковского и в упрощенной формулировке звучит так: Гироскоп стремится совместить ось своего вращения с направлением момента приложенных к нему сил. В этом и кроется разгадка поведения детского волчка. Момент М действующих сил веса Р и реакции R опоры показан на рисунке. [11]
Таким образом, на поведении гироскопа сказывается враще-ще Земли лишь вокруг полуденной линии рассматриваемого места. Пусть москость рис. 161 совпадает с горизонтальной плоскостью. [12]
Это, казалось бы, противоестественное поведение гироскопа носит название гироскопического эффекта. [13]
В свете изложенного становится ясным и поведение гироскопа с двумя степенями свободы. Одной из таких осей является ось фигуры гироскопа. Вращение вокруг такой оси должно быть возможно во всех случаях. Иначе ни о каких гироскопических эффектах говорить не приходится. [14]
Эти моменты сил могут совершенно изменить поведение гироскопа под действием внешних сил. Например, если в демонстрационном гироскопе, которым мы пользовались, закрепить вертикальную ось н сделать возможным вращение оси гироскопа только в горизонтальной плоскости, то он становится совершенно послушным Под действием силы F, приложенной к гироскопу в горизонтальной плоскости, ось его не поднимается кверху, как а случае свободного гироскопа, а поворачивается в направлении действия силы. Это изменение в поведении гироскопа объясняется тем, что наряду с моментом силы F на ось действует момент сил и со стороны подставки, в которой он закреплен. Возникновение этого момента легко объяснить. Вначале, пока на гироскоп не действует сила F, на него не действуют моменты и со стороны подставки. Гироскоп не знает, что он закреплен. [15]