Быстро вращающийся волчок

Cтраница 1

Особенности движения быстро вращающегося волчка связаны не только с появлением дополнительных кориолисовых ускорений. [1]

Прецессия волчка.| Рычажный гироскоп. [2]

Гироскопический компас представляет собою быстро вращающийся волчок ( до 30000 об / мин), плавающий в сосуде со ртутью. Большие гироскопы употребляются для уменьшения качки судов. [3]

Рассмотрим, например, малые колебания быстро вращающегося волчка около состояния установившегося ( равномерного) прецессионного движения. В частности предположим, что в начальный момент времени полюс С находится в покое. Сначала он начнет опускаться под действием силы тяжести, но отклоняющая сила, действие которой очень скоро скажется, начнет отклонять полюс постоянно влево от траектории, так что он наконец пойдет обратно вверх, описывая некоторую кривую циклоидального типа. [4]

Гироскопические силы в отсутствие других сил поворачивают неукрепленную ось быстро вращающегося волчка в сторону, определяемую правилом Жуковского. Но если ось волчка укрепить в подшипниках, то при вынужденной прецессии гироскопические силы действуют на ось, а ось волчка давит на подшипники, вызывая со стороны последних соответствующую реакцию. [5]

Таким образом, гироскопический эффект состоит в том, что ось быстро вращающегося волчка при действии на нее силы смещается не в направлении силы, а перпендикулярно ей. [6]

Интересен также прибор, основанный на принципе гироскопа, так называемый гирокомпас; Он представляет собой быстро вращающийся волчок ( мотор трехфазного тока, делающий до 25 000 об. мин), который на особом поплавке плавает в сосуде со ртутью и ось которого устанавливается в плоскости меридиана. В данном случае внешним вращающим моментом является суточное вращение Земли вокруг ее оси. [7]

Моделью для рассматриваемых Максвеллом в четвертой части этой работы механических процессов может служить маятник, свободно вращающийся вокруг точки, подобно маятнику Фуко, в котором установлен быстро вращающийся волчок, ось вращения которого совпадает со средней линией штанги маятника. [8]

Следовательно, скорость со2 прецессии при движении волчка остается постоянной и будет тем меньше, чем больше скорость ooi собственного вращения. Таким образом, быстро вращающийся волчок обладает устойчивостью по отношению к опрокидывающему моменту сил тяжести. [9]

Это свойство гироскопа используется в гироскопическом компасе, получившем широкое распространение в особенности в военном флоте. Гирокомпас представляет собой быстро вращающийся волчок ( мотор трехфазного тока, делающий до 25 000 об / мин), который на особом поплавке плавает в сосуде со ртутью и ось которого устанавливается в плоскости меридиана. В данном случае источником внешнего вращающего момента является суточное вращение Земли вокруг ее оси. [10]

При выполнении какого условия свободного вращения волчка все три характерные оси совпадают. Поясните, почему действие внешних сил разводит оси быстро вращающегося волчка. Поясните, почему под действием момента внешних сил, перпендикулярного оси импульсов, эта ось начинает совершать вынужденную прецессию. Как связана угловая скорость прецессии с моментом сил. С какой угловой скоростью прецессируют ось симметрии волчка и мгновенная ось вращения. [11]

Когда такая сила действует на вращающееся тело, она не опрокидывает его, как можно было бы ожидать. Возникает очень интересное движение, называемое прецессией; вы можете его наблюдать, наклонив ось быстро вращающегося волчка. В этом случае сила тяжести, действующая на волчок, не опрокидывает его, а заставляет ось вращения волчка описывать конус. Ньютон показал, что притяжение Солнца и даже в большей степени Луны вызывает прецессию земной оси по конусу с углом раствора 23 1 / г с периодом 26 00ft лет ( фиг. Наконец было дано объяснение прецессии. Ее наблюдали еще греки, затем пытался объяснить Коперник, но явление оставалось совершенно необъяснимым до Ньютона. [12]

В космических аппаратах, самолетах, на кораблях, подводных лодках, в системах навигации используются гирокомпасы. Основу их составляет гироскоп - быстро вращающийся волчок, который сохраняет неизменным свое положение в пространстве. Погрешность гирокомпаса зависит главным образом от трения в подшипниках. Уже эксплуатируются сверхточные гироскопы, в которых ниобиевый шарик, висящий в магнитном поле, после получения импульса может вращаться без трения в течение весьма длительного времени. [13]

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. [14]

Действие гироскопического эффекта обычно связывают с устойчивостью вращающегося волчка. Удивительная устойчивость, сообщаемая волчку быстрым вращением, уже давно привлекала внимание пытливых умов. Еще около 200 лет назад в английском флоте была сделана попытка использовать это свойство быстро вращающегося волчка для создания на корабле устойчивого искусственного горизонта, могущего заменить в туманную погоду видимый горизонт. В наше время гироскопические приборы приобретают все большее значение в различных областях техники. В частности, военная и военно-морская техника оснащены целым рядом приборов, основанных на принципе гироскопа, особенно широкое применение гироскоп получил в авиации. [15]

Страницы: 1 2