Raz som sledoval rozhovor dvoch priate?ov, alebo sk?r priate?iek:

A: Vie?, m?m nov? smartf?n, dokonca m? zabudovan? gyroskop

B: Aha, ?no, stiahol som si to aj pre seba, dal som si gyroskop na mesiac

A: Ehm, si si ist?, ?e je to gyroskop?

B: ?no, gyroskop pre v?etky znamenia zverokruhu.

Aby bolo tak?chto dial?gov vo svete o nie?o menej, odpor??ame v?m zisti?, ?o je gyroskop a ako funguje.

Gyroskop: hist?ria, defin?cia

Gyroskop je zariadenie, ktor? m? vo?n? os ot??ania a je schopn? reagova? na zmeny uhlov orient?cie tela, na ktorom je nain?talovan?. Po?as ot??ania si gyroskop zachov?va svoju polohu nezmenen?.

Samotn? slovo poch?dza z gr??tiny gyreuo- ot??a? a skopeo- sledova?, sledova?. Prv?kr?t bol zaveden? pojem gyroskop Jean Foucault v roku 1852, ale zariadenie bolo vyn?jden? sk?r. Urobil to nemeck? astron?m Johann Bonenberger v roku 1817.

S? to pevn? teles? rotuj?ce vysokou frekvenciou. Os ot??ania gyroskopu m??e meni? svoj smer v priestore. Rotuj?ce delostreleck? n?boje, vrtule lietadiel, rotory turb?n maj? vlastnosti gyroskopu.

Najjednoduch??m pr?kladom je gyroskop rotuj?ca vrchn? ?as? alebo zn?my top detsk?ch hra?iek. Teleso rotuj?ce okolo ur?itej osi, ktor? si udr?iava svoju polohu v priestore, ak na gyroskop nep?sobia nejak? vonkaj?ie sily a momenty t?chto s?l. Z?rove? je gyroskop stabiln? a schopn? odol?va? vplyvu vonkaj?ej sily, ktor? je do zna?nej miery dan? r?chlos?ou jeho ot??ania.

Ak napr?klad vrch r?chlo rozto??me a potom zatla??me, nespadne, ale bude sa ?alej ot??a?. A ke? r?chlos? vrcholu klesne na ur?it? hodnotu, za?ne sa precesia - jav, ke? os rot?cie opisuje ku?e? a moment hybnosti vrcholu men? smer v priestore.

Typy gyroskopov

Existuje mnoho typov gyroskopov: dva a trojstup?ov?(oddelenie pod?a stup?ov vo?nosti alebo mo?n?ch os? ot??ania), mechanick?, laser a optick? gyroskopy (oddelenie pod?a princ?pu ?innosti).

Zv??te najbe?nej?? pr?klad - mechanick? rota?n? gyroskop. V podstate ide o kolovr?tok ot??aj?ci sa okolo zvislej osi, ktor? sa ot??a okolo vodorovnej osi a je zase upevnen? v ?al?om r?me, ktor? sa u? ot??a okolo tretej osi. Nech vrch oto??me akoko?vek, v?dy bude vo zvislej polohe.

Aplik?cia gyroskopov

V?aka svojim vlastnostiam s? gyroskopy ?iroko pou??van?. Pou??vaj? sa v stabiliza?n?ch syst?moch kozmick?ch lod?, naviga?n?ch syst?moch lod? a lietadiel, mobiln?ch zariadeniach a hern?ch konzol?ch, ako aj simul?toroch.

Zauj?ma v?s, ako sa tak?to zariadenie zmest? do modern?ho mobiln?ho telef?nu a pre?o je tam potrebn?? Faktom je, ?e gyroskop pom?ha ur?i? polohu zariadenia v priestore a zisti? uhol odch?lky. Telef?n samozrejme nem? priamo oto?n? vrchn? ?as?, gyroskop je mikroelektromechanick? syst?m (MEMS) obsahuj?ci mikroelektronick? a mikromechanick? komponenty.

Ako to funguje v praxi? Predstavte si, ?e hr?te svoju ob??ben? hru. Napr?klad preteky. Ak chcete ot??a? volantom virtu?lneho auta, nemus?te stl??a? ?iadne tla?idl?, sta?? zmeni? polohu v??ho gadgetu vo va?ich ruk?ch.

Ako m??ete vidie?, gyroskopy s? ??asn? zariadenia s u?ito?n?mi vlastnos?ami. Ak potrebujete vyrie?i? probl?m s v?po?tom pohybu gyroskopu v oblasti vonkaj??ch s?l, obr??te sa na ?pecialistov ?tudentsk?ch slu?ieb, ktor? v?m pom??u r?chlo a efekt?vne sa s t?m vyrovna?!

Mechanick? gyroskopy s? r?zne. Obzvl??? zauj?mav? je rota?n? gyroskop. Jeho podstata spo??va v tom, ?e teleso rotuj?ce okolo svojej osi je v priestore celkom stabiln?, aj ke? samo m??e meni? smer osi. R?chlos? ot??ania osi je v?razne ni??ia ako r?chlos? ot??ania okrajov gyroskopu. Rot?cia gyroskopu je podobn? pohybu vrchnej ?asti po podlahe. Rozdiel medzi rotuj?cou doskou a gyroskopom je v tom, ?e rota?ka je vo?ne v priestore a gyroskop sa ot??a v presne pevn?ch bodoch umiestnen?ch na vonkaj?ej li?te a m? ochranu, aby sa mohol ot??a? aj pri p?de.

Budete potrebova?

• - dve vie?ka z plechoviek
• - kus lamin?tu
• - elektrick? p?ska
• - orechy 6 ks.
• - oce?ov? oska alebo klinec
• - plastel?na
• - lepidlo
• - 2 skrutky
• - hrub? dr?t
• - v?ta?ka, piln?k

In?trukcia

1. S t?mito dielmi m??eme za?a? s mont??ou rotora. Z plechoviek presne do stredu vrchn?kov vydierujeme otvory, najlep?ie rovnak?m klincom, z ktor?ho budeme robi? os rotora. ?alej pomocou plastel?ny upevn?me matice na veko, m??ete ich da? viac ako ?es?, v?ha pozd?? okraja rotora zv??i ?as jeho ot??ania.
2. ?alej urob?me os. Za t?mto ??elom upevn?me elektrick? v?ta?ku do zver?ka, dotiahneme klinec bez klob?ka a nabr?sime ho piln?kom. Tak?e zaostrenie osi bude umiestnen? ?o najbli??ie k stredu osi. Treba to nabr?si? z oboch str?n.
3. Bez odstr?nenia naostrenej osi z v?ta?ky urob?me dr??ku pre z?vit, ktor? pobe?? rotor. Na osku lepidlom pripevn?me kryt s maticami, nepou??vajte v?ak pr?li? r?chlo vytvrdzuj?ci. Dobre sa hod? "Poxipol". Nama?te matice rovnak?m lepidlom.
4. Teraz je najd?le?itej?ia rovnov?ha. K?m lepidlo zaschne, mus?te z?va?ia dokonale umiestni? okolo okraja veka. Zapneme v?ta?ku (vertik?lne), ak rotuj?ci rotor bije v jednom smere, potom nejak? za?a?enie nie je spr?vne umiestnen?. Opravte to, sk?ste to znova. Nama?te matice na vrchu a zakryte ich druh?m krytom. Na okraje rotora lep?me elektrick? p?sku. Osu??me. Samotn? rotor je pripraven?!
5. Vezmeme dva dlh?ie skrutky, upevn?me ich do zver?ka a vyraz?me do nich priehlbiny, v ktor?ch bude rotor upevnen?. Teraz mus?me pr?s? s vonkaj??m r?mom. Z lamin?tu vystrihnite kruh. Je lep?ie ho nakresli? vopred pomocou kompasu. Okam?ite nakreslite zvisl? a vodorovn? ?iaru pod uhlom 90 stup?ov. Vn?tri vystrihneme men?? kruh, ale tak?, aby sa tam zmestil rotor. Na vodorovn?ch ?iarach vytvor?me otvory pre skrutky oproti sebe. Zaskrutkujeme skrutky. Medzi ne umiestnime os n??ho gyroskopu. V tomto pr?pade ho nesmiete utiahnu? pr?li? pevne, inak trenie stlm? r?chlos? ot??ania a ni? nebude fungova?. Nechajte asi 1 mm zdvihu, ale tak, aby gyroskop nevypadol zo skrutiek. Skrutky prilep?me k ty?i tak, aby ich vibr?cie neodskrutkovali z r?mu.
6. Zost?va iba nain?talova? ochranu. Vezmeme hrub? dr?t, oh?bame ho do kr??ku. V mieste vyzna?enej horizont?ly pripevn?me na n?? v?robok. Gyroskop je pripraven?. Navinieme ni? na os a prudk?m potiahnut?m skontrolujeme v?kon.

Dom?ci gyroskop

Gyroskop(z in?ho gr?ckeho yupo „kruhov? rot?cia“ a okopew „vzh?ad“) - r?chlo sa ot??aj?ce pevn? teleso, z?klad zariadenia s rovnak?m n?zvom, schopn? mera? zmenu orienta?n?ch uhlov tela, ktor? s? s n?m spojen?, vzh?adom na inerci?lny s?radnicov? syst?m, zvy?ajne zalo?en? na z?kone zachovania rota?n?ho momentu (hybnosti).

Samotn? n?zov „gyroskop“ a pracovn? verziu tohto zariadenia vymyslel v roku 1852 franc?zsky vedec Jean Foucault.

Medzi mechanick?mi gyroskopmi vynik? rota?n? gyroskop- r?chlo rotuj?ce pevn? teleso, ktor?ho os rot?cie je schopn? meni? orient?ciu v priestore. V tomto pr?pade r?chlos? ot??ania gyroskopu v?razne prevy?uje r?chlos? ot??ania osi jeho ot??ania. Hlavnou vlastnos?ou tak?hoto gyroskopu je schopnos? udr?iava? rovnak? smer osi ot??ania v priestore pri absencii vonkaj??ch silov?ch momentov, ktor? na? p?sobia.

Na v?robu gyroskopu potrebujeme:

1. Kus lamin?tu;
2. Spodn? 2 ks. z plechovky;
3. Oce?ov? palica;
4. Plastel?na;
5. orechy a/alebo z?va?ia;
6. Dve skrutky;
7. Dr?t (hr?bka medi);
8. Poxipol (alebo in? vytvrdzovacie lepidlo);
9. Izola?n? p?ska;
10. Nite (na spustenie a nie?o in?);
11. Rovnako ako n?stroj: p?la, skrutkova?, jadro at?...

V?eobecn? my?lienka je jasn?, ako je zn?zornen? na obr?zku:

Za??name:

1) Vezmeme lamin?t a vystrihneme z neho 8-uhl?kov? r?m (na fotke je to 6-uhl?kov? r?m). ?alej do nej vyv?tame 4 otvory: 2 (na koncoch) vpredu, 2 naprie? (rovnak? na koncoch), vi? foto. Teraz ohneme dr?t do kr??ku (priemer dr?tu sa pribli?ne rovn? priemeru r?mu). Vezmime si 2 skrutky (svorn?ky) a preraz?me ich cez vybranie na koncoch pomocou ?idla alebo jadra (v najhor?om pr?pade to m??ete vyv?ta? v?ta?kou).

2) Je potrebn? zostavi? hlavn? ?as? - rotor. Aby ste to urobili, vezmite 2 dn? z plechovky a urobte do nich dieru v strede. Otvor s priemerom by mal zodpoveda? osi-ty?ke (ktor? tam vlo??me). Ak chcete vyrobi? osov? ty?, vezmite si klinec alebo dlh? skrutku a odre?te ju na d??ku, konce musia by? naostren?. Aby bolo vyrovnanie lep?ie, vlo?te ty? do v?ta?ky a ako na obr?bacom stroji ju nabr?ste piln?kom alebo br?snym kame?om z 2 str?n. Bolo by pekn? urobi? na ?om dr??ku pre rastlinu pomocou z?vitu. Jeden kot??ik potrieme plastel?nou a napich?me do? matice a z?va?ia (kto m? oce?ov? kr??ok, ten je e?te lep??). Teraz spoj?me oba disky (ako sendvi?) a prepichneme ich cez otvory pomocou osovej ty?e. Cel? to nama?eme poxypolom (alebo in?m lepidlom), vlo??me n?? rotor do v?ta?ky a k?m poxypol vytvrdne, kot?? vycentrujeme (to je najd?le?itej?ia ?as? pr?ce). Rovnov?ha mus? by? dokonal?.

3) Zhroma??ujeme pod?a obr?zku, vo?n? pohyb rotora hore a dole by mal by? minim?lny (je c?ti?, ale trochu).

Tento dom?ci v?robok zaujme predov?etk?m mal? deti. Najm? ak si to d?te dokopy. Vo v?eobecnosti je v?roba rota?n?ho gyroskopu z improvizovan?ch prostriedkov skvel?m sp?sobom, ako sa zabavi? a u?ito?ne str?vi? vo?n? ?as. Napriek vizu?lnej zlo?itosti celej ?trukt?ry je ve?mi jednoduch? ju vyrobi?, preto?e v skuto?nosti je gyroskop oby?ajn?m kolovr?tkom, len s „tajomstvom“.

Samotn? princ?p ?innosti gyroskopu je v?ak tie? celkom jednoduch?: zotrva?n?k sa ot??a v smere hodinov?ch ru?i?iek okolo svojej osi, ktor? je zase spojen? s prstencom a ot??a sa v horizont?lnej rovine. Tento kr??ok je pevne upevnen? v ?al?om kr??ku, ktor? sa ot??a okolo tretej osi. To je cel? tajomstvo.

V?robn? proces rota?n?ho mechanick?ho gyroskopu

Z plastovej r?rky sme odrezali dva kr??ky rovnakej ??rky. Budete tie? potrebova? lo?isko, ktor? je potrebn? prelia? lepidlom, aby sa neto?ilo. Do vn?torn?ho kr??ku vtla??me dreven? „tabletu“, v ktorej je potrebn? v strede vyv?ta? otvor pre kovov? ty? so zahroten?mi koncami.

Na jeden koniec ty?e navle?ieme k?sok plastovej trubi?ky (m??ete si po?i?a? z gu???kov?ho pera). V plastovom kr??ku vyv?tame dva otvory pre ty? a spoj?me ju s osou ot??ania lo?iska pomocou kovov?ch r?rok v???ieho priemeru (m??ete pou?i? segmenty teleskopickej ant?ny).