Cтраница 3
Подобно тому как каждый изотоп любого элемента обладает определенный массой ядра и зарядом, так и большинство изотопов обладает ядерным моментом количества движения, или спином. Если изотоп имеет спин, отличный от нуля, то он благодаря своему электрическому заряду ( представляет собой маленький магнит. Если этот магнит подвергнуть действию постоянного магнитного поля, то его поведение будет аналогично поведению гироскопа в постоянном гравитационном поле: он начнет прецесшровать. Это означает, что ось его спина начнет вращаться вокруг направления действия поля. Частота этого вращения зависит от напряженности поля, момента количества движения и магнитного момента ядра. [31]
Во многих разделах механики и ее приложений к техническим наукам движение материальных точек и тел изучается по отношению к подвижным телам большой массы. Движение последних считается практически не зависящим от изучаемого движения сравнительно небольших масс и обычно заранее задается. Например, при изучении колебаний маятников на корабле, движения атмосферы и рек по отношению к Земле, поведения гироскопов на самолете можно смело считать, что движение корабля, Земли и самолета остается неизменным. При рассмотрении этих достаточно сложных явлений, как и в предыдущих примерах, необходимо четкое разграничение реальных физических сил и сил инерции. [32]
Значительный интерес представляют исследования, посвященные влиянию сил трения яа поведение гироскопа в кардановом подвесе. Вначале изучалось движение гироскопа на неподвижном относительно Земли основании. В ней отыскиваются условия, при которых гироскоп не будет обнаруживать вращение Земли, затем решается задача ( О поведении гироскопа, когда относительное движение колец возможно. Эте интересное исследование ограничивается подробным рассмотрением движения при наличии сил сухого трения лишь по оси вращения внутреннего кольца и в предположении, что момент этих сил постоянен. [33]
При условии, что можно точно задать вибрацию, ускорение ( включая ускорение силы тяжести) и условия наружной температуры и что подобрать регулятор подогрева, усилитель момента и прочее электронное оборудование эквивалентными таким, которые в действительности предполагается использовать, задание скорости дрейфа представляется возможным. Скорость дрейфа следует выражать в виде статистических характеристик для оценки качества работы системы. В некоторых случаях достаточным может быть указание среднеквадрэтического значения дрейфа в некоторой полосе частот, например от 0 1 до 1 гц. В других случаях может иметь значение полное эквивалентное изменение выходного угла за период времени, например 1 час. Применение среднеквадратического значения амплитуды плюс распределение отклонений составляющих по частотам, например, ниже 10 гц, дает полную картину поведения гироскопа, но влечет за собой обширную программу испытаний для измерения, записи и обработки значительного количества данных. [34]
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. Закрепим гироскоп так, чтобы вращение вокруг одной из остальных двух осей сделалось невозможный. Тогда гироскоп становится системой с двумя степенями свободы. Это радикальное изменение поведений гироскопа так же объясняется обычным правилом прецессии. Сила F создает момент М, стремящийся вызвать прецессию гироскопа вокруг вертикальной оси OY. Так как гироскоп закреплен, то эта прецессия развиться не может. [35]
При этих условиях ось фигуры гироскопа А А вынуждена оставаться в горизонтальной плоскости, совпадающей с плоскостью внутреннего кольца. Она может свободно вращаться в этой плоскости вокруг вертикальной оси D D. Гироскоп ставится на горизонтальную подставку. Последняя, конечно, участвует в суточном вращении Земли. Разложим вектор Q на вертикальную QB и горизонтальную Qr составляющие. Вертикальная составляющая не влияет на поведение гироскопа, так как вокруг вертикальной оси он может вращаться совершенно свободно. [36]
При этих условиях ось фигуры гироскопа А А вынуждена оставаться в горизонтальной плоскости, совпадающей с плоскостью внутреннего кольца. Она может свободно вращаться в этой плоскости вокруг вертикальной оси D D. Гироскоп ставится на горизонтальную подставку. Последняя, конечно, участвует в суточном вращении Земли. Разложим вектор Q на вертикальную QB и горизонтальную Qr составляющие. Вертикальная составляющая не влияет на поведение гироскопа, так как вокруг вертикальной оси он может вращаться совершенно свободно. Таким образом, на поведение гироскопа сказывается вращение Земли лишь вокруг полуденной линии рассматриваемого места. Пусть плоскость рис. 161 совпадает с горизонтальной плоскостью. Разложим вектор Qr на составляющую вдоль оси фигуры гироскопа Ql и составляющую Q2, к ней перпендикулярную. Первая составляющая на движение гироскопа не влияет, так как вращению вокруг его оси фигуры ничто не препятствует. Остается единственная составляющая Q2, изменение которой обусловливается вращением Земли. Однако при таком вращении длина составляющей Q2 уменьшается, а составляющей Q1 - увеличивается. [37]