Jednom sam gledao razgovor dve prijateljice, ta?nije devojke:

O: Oh, znate, imam novi pametni telefon, ?ak ima i ugra?eni ?iroskop

B: Ah, da, i ja sam ga skinuo za sebe, stavio ?iroskop na mjesec dana

A: Hm, jesi li siguran da je to ?iroskop?

B: Da, ?iroskop za sve znakove zodijaka.

Da takvih dijaloga u svijetu bude malo manje, predla?emo da saznate ?ta je ?iroskop i kako radi.

?iroskop: istorijat, definicija

?iroskop je ure?aj koji ima slobodnu os rotacije i sposoban je reagirati na promjene uglova orijentacije tijela na koje je ugra?en. ?iroskop zadr?ava svoj polo?aj nepromijenjen tokom rotacije.

Sama rije? dolazi iz gr?kog gyreuo- rotirati i skopeo- gledaj, gledaj. Pojam ?iroskop je prvi put uveden Jean Foucault 1852. godine, ali je ure?aj izumljen ranije. Ovo je uradio nema?ki astronom Johann Bonenberger 1817. godine.

To su ?vrsta tijela koja rotiraju visokom frekvencijom. Osa rotacije ?iroskopa mo?e promijeniti svoj smjer u prostoru. Rotiraju?e artiljerijske granate, propeleri aviona, rotori turbina imaju svojstva ?iroskopa.

Najjednostavniji primjer ?iroskopa je ?igra ili dobro poznate dje?je igra?ke. Tijelo koje rotira oko odre?ene ose, koje zadr?ava svoj polo?aj u prostoru, ako neke vanjske sile i momenti tih sila ne djeluju na ?iroskop. Istovremeno, ?iroskop je stabilan i sposoban da izdr?i utjecaj vanjske sile, ?to je u velikoj mjeri odre?eno njegovom brzinom rotacije.

Na primjer, ako brzo zavrtimo vrh i zatim ga gurnemo, on ne?e pasti, ve? ?e nastaviti da se okre?e. A kada brzina vrha padne na odre?enu vrijednost, zapo?inje precesija - pojava kada os rotacije opisuje konus, a ugaoni moment vrha mijenja smjer u prostoru.

Vrste ?iroskopa

Postoji mnogo vrsta ?iroskopa: dva i tri stepena(razdvajanje po stepenima slobode ili mogu?im osama rotacije), mehani?ki, laser i opti?ki?iroskopi (razdvajanje prema principu rada).

Razmotrimo naj?e??i primjer - mehani?ki rotacioni ?iroskop. Zapravo, ovo je vrh koji se rotira oko vertikalne ose, koji se rotira oko horizontalne ose i, zauzvrat, fiksiran u drugom okviru, koji se ve? rotira oko tre?e ose. Kako god okrenemo vrh, on ?e uvijek biti u okomitom polo?aju.

Primena ?iroskopa

Zbog svojih svojstava, ?iroskopi se ?iroko koriste. Koriste se u sistemima stabilizacije svemirskih letelica, navigacionim sistemima brodova i aviona, mobilnim ure?ajima i igra?im konzolama, kao i simulatorima.

Zanima vas kako takav ure?aj mo?e stati u moderan mobilni telefon i za?to je tamo potreban? ?injenica je da ?iroskop poma?e u odre?ivanju polo?aja ure?aja u prostoru i otkrivanju kuta odstupanja. Naravno, telefon nema direktno rotiraju?i vrh, ?iroskop je mikroelektromehani?ki sistem (MEMS) koji sadr?i mikroelektronske i mikromehani?ke komponente.

Kako to funkcionira u praksi? Zamislite da igrate svoju omiljenu igru. Na primjer, utrke. Da biste okrenuli volan virtuelnog automobila, ne morate pritiskati nijedno dugme, samo treba da promenite polo?aj svog gad?eta u rukama.

Kao ?to vidite, ?iroskopi su neverovatni ure?aji sa korisnim svojstvima. Ako trebate rije?iti problem prora?una kretanja ?iroskopa u podru?ju vanjskih sila, obratite se specijalistima studentskog servisa koji ?e vam pomo?i da se brzo i efikasno nosite s tim!

Mehani?ki ?iroskopi su razli?iti. Posebno je zanimljiv rotacijski ?iroskop. Njegova su?tina le?i u ?injenici da je tijelo koje rotira oko svoje ose prili?no stabilno u prostoru, iako mo?e promijeniti smjer same ose. Brzina rotacije ose je znatno manja od brzine rotacije ivica ?iroskopa. Rotacija ?iroskopa je sli?na kretanju vrha na podu. Razlika izme?u vrha i ?iroskopa je u tome ?to je vrh slobodan u prostoru, a ?iroskop rotira na strogo fiksnim ta?kama koje se nalaze u vanjskoj ?ipki i ima za?titu da nastavi rotirati kada padne.

Treba?e ti

• - dva poklopca od konzervi
• - komad laminata
• - elektri?na traka
• - orasi 6 kom.
• - ?eli?na osovina ili ekser
• - plastelin
• - ljepilo
• - 2 vijka
• - debela ?ica
• - bu?ilica, turpija

Uputstvo

1. Sa ovim dijelovima mo?emo po?eti sa sklapanjem rotora. Ta?no u sredini poklopaca iz limenki probu?imo rupe, po mogu?nosti istim ekserom kao i onaj od kojeg ?emo napraviti osovinu rotora. Zatim, pomo?u plastelina, pri?vrstimo matice na poklopac, mo?ete staviti vi?e od ?est, te?ina uz rub rotora pove?at ?e vrijeme rotacije.
2. Zatim pravimo osu. Da bismo to u?inili, u?vrstimo elektri?nu bu?ilicu u ?kripcu, zategnemo nokat bez ?e?ira u njemu i nao?trimo ga turpijom. Dakle, o?trenje ose ?e biti locirano ?to je bli?e mogu?e centru ose. Potrebno ga je nao?triti sa obe strane.
3. Bez uklanjanja nao?trene ose iz bu?ilice, napravi?emo utor za navoj koji ?e pokretati rotor. Poklopac sa maticama pri?vrstimo na osovinu ljepilom, ali nemojte koristiti onaj koji se prebrzo stvrdne. Dobro prilago?en "Poxipol". Podma?ite matice istim ljepilom.
4. Sada je najva?nija stvar balansiranje. Dok se ljepilo su?i, morate savr?eno postaviti utege oko ruba poklopca. Uklju?ujemo bu?ilicu (okomito), ako rotiraju?i rotor kuca u jednom smjeru, onda se neko optere?enje ne nalazi ispravno. Popravite, poku?ajte ponovo. Podma?ite matice na vrhu i pokrijte drugim poklopcem. Na rubove rotora lijepimo elektri?nu traku. Su?imo. Sam rotor je spreman!
5. Uzimamo dva du?a vijka, pri?vr??ujemo ih u ?kripcu i u njih probijamo udubljenja u koja ?e se u?vrstiti rotor. Sada moramo smisliti vanjski okvir. Izre?ite krug od laminata. Bolje ga je unaprijed nacrtati kompasom. Odmah nacrtajte vertikalnu i horizontalnu liniju pod uglom od 90 stepeni. Unutra smo izrezali manji krug, ali takav da tu stane rotor. Na horizontalnim linijama pravimo rupe za vijke jedan nasuprot drugom. Uvrnemo vijke. Izme?u njih postavljamo osovinu na?eg ?iroskopa. U tom slu?aju ne smijete ga zategnuti previ?e ?vrsto, ina?e ?e trenje umanjiti brzinu rotacije i ni?ta ne?e raditi. Ostavite oko 1 mm hoda, ali tako da ?iroskop ne ispadne iz vijaka. Zalijepimo vijke na ?ipku tako da ih vibracija ne odvrne od okvira.
6. Ostaje samo instalirati za?titu. Uzimamo debelu ?icu, savijamo je u prsten. Na mjestu ozna?ene horizontale pri?vr??ujemo na? proizvod. ?iroskop je spreman. Namotavamo konac na os i, o?tro ga povla?e?i, provjeravamo performanse.

Doma?i ?iroskop

?iroskop(od drugog gr?kog yupo "kru?na rotacija" i okopew "izgled") - brzo rotiraju?e ?vrsto tijelo, osnova istoimenog ure?aja, sposobno za mjerenje promjene orijentacijskih uglova tijela povezanog s njim u odnosu na inercijski koordinatni sistem, obi?no zasnovan na zakonu odr?anja rotacionog momenta (momenta).

Sam naziv "?iroskop" i radnu verziju ovog ure?aja izmislio je 1852. godine francuski nau?nik Jean Foucault.

Me?u mehani?kim ?iroskopima izdvaja se rotacioni ?iroskop- brzo rotiraju?e ?vrsto tijelo, ?ija os rotacije mo?e mijenjati orijentaciju u prostoru. U ovom slu?aju, brzina rotacije ?iroskopa zna?ajno prema?uje brzinu rotacije ose njegove rotacije. Glavno svojstvo takvog ?iroskopa je sposobnost odr?avanja istog smjera osi rotacije u prostoru u nedostatku vanjskih momenata sile koji djeluju na njega.

Za izradu ?iroskopa potrebno nam je:

1. Komad laminata;
2. Donji dio 2 kom. iz konzerve;
3. ?eli?ni ?tap;
4. Plastelin;
5. Matice i/ili utezi;
6. Dva zavrtnja;
7. ?ica (debljina bakra);
8. Poxipol (ili drugi ljepilo za stvrdnjavanje);
9. Izolaciona traka;
10. Konci (za lansiranje i ne?to drugo);
11. Kao i alat: testera, ?rafciger, jezgro itd...

Op?a ideja je jasna kao ?to je prikazano na slici:

Po?injemo:

1) Uzimamo laminat i iz njega izrezujemo okvir od 8 uglja (na fotografiji je to okvir od 6 ugljena). Zatim u njemu izbu?imo 4 rupe: 2 (na krajevima) du? prednje strane, 2 popre?no (isto na krajevima), pogledajte fotografiju. Sada savijmo ?icu u prsten (promjer ?ice je pribli?no jednak promjeru okvira). Uzmimo 2 vijka (vijka) i probu?imo ih kroz udubljenje na krajevima ?ilom ili jezgrom (u najgorem slu?aju, mo?ete izbu?iti bu?ilicom).

2) Potrebno je sastaviti glavni dio - rotor. Da biste to u?inili, uzmite 2 dna iz limenke i napravite rupu u njima u sredini. Rupa promjera treba da odgovara osovini-?ipci (koju ?emo tamo umetnuti). Da biste napravili osovinsku ?ipku, uzmite ?avao ili duga?ki vijak i izre?ite ga na du?inu, krajevi moraju biti nao?treni. Da biste bolje poravnali, umetnite ?ipku u bu?ilicu i, kao na alatnoj ma?ini, nao?trite je turpijom ili brusnim kamenom sa 2 strane. Bilo bi lijepo na njemu napraviti ?lijeb za biljku s navojem. Nama?emo plastelin na jedan disk, pa u njega nabijemo orahe i utege (ko ima ?eli?ni prsten, ovo je jo? bolje). Sada spajamo oba diska (kao sendvi?) i probijamo ih kroz rupe pomo?u osovine. Sve podma?emo poksipolom (ili drugim ljepilom), ubacimo na? rotor u bu?ilicu i dok se poksipol stvrdne, centrira?emo disk (ovo je najva?niji dio posla). Balans mora biti savr?en.

3) Sakupljamo prema slici, slobodno kretanje rotora gore-dolje treba biti minimalno (osjeti se, ali malo).

Ovaj doma?i proizvod bit ?e zanimljiv prije svega maloj djeci. Pogotovo ako ga spojite. Op?enito, izrada rotacionog ?iroskopa od improviziranih sredstava odli?an je na?in da se zabavite i korisno provedete slobodno vrijeme. Unato? vizualnoj slo?enosti cijele strukture, vrlo je jednostavno napraviti, jer je, u stvari, ?iroskop obi?an vrtljivi vrh, samo sa "tajnom".

Me?utim, sam princip rada ?iroskopa je tako?er prili?no jednostavan: zama?njak se rotira u smjeru kazaljke na satu oko svoje ose, koja je zauzvrat povezana s prstenom i rotira se u horizontalnoj ravnini. Ovaj prsten je ?vrsto fiksiran u drugom prstenu koji se okre?e oko tre?e ose. To je cela tajna.

Proces izrade rotacionog mehani?kog ?iroskopa

Od plasti?ne cijevi odre?emo dva prstena iste ?irine. Trebat ?e vam i le?aj, koji je potrebno zalijepiti super ljepilom kako se ne bi vrtio. U unutra?nji prsten utisnemo drvenu "tabletu", u kojoj se u sredini mora izbu?iti rupa za metalnu ?ipku sa ?iljastim krajevima.

Na jedan kraj ?tapa stavljamo komad plasti?ne cijevi (mo?ete ga posuditi od hemijske olovke). U plasti?nom prstenu izbu?imo dvije rupe za ?ipku i spojimo je s rotiraju?om osi le?aja pomo?u metalnih cijevi ve?eg promjera (mo?ete koristiti segmente teleskopske antene).