En g?ng s?g jag en konversation mellan tv? v?nner, eller snarare flickv?nner:

A: ?h, du vet, jag har en ny smartphone, den har till och med ett inbyggt gyroskop

B: Ah, ja, jag laddade ocks? ner det f?r mig sj?lv, satte ett gyroskop i en m?nad

A: Ehm, ?r du s?ker p? att det ?r ett gyroskop?

B: Ja, ett gyroskop f?r alla zodiakens tecken.

F?r att g?ra s?dana dialoger i v?rlden lite mindre f?resl?r vi att du tar reda p? vad ett gyroskop ?r och hur det fungerar.

Gyroskop: historia, definition

Ett gyroskop ?r en anordning som har en fri rotationsaxel och som kan reagera p? f?r?ndringar i orienteringsvinklarna f?r den kropp som den ?r installerad p?. Gyroskopet h?ller sin position of?r?ndrad under rotation.

Sj?lva ordet kommer fr?n grekiskan gyreuo- rotera och skopeo- titta, titta. Termen gyroskop introducerades f?rst Jean Foucault?r 1852, men enheten uppfanns tidigare. Detta gjordes av en tysk astronom Johann Bonenberger?r 1817.

De ?r solida kroppar som roterar med h?g frekvens. Gyroskopets rotationsaxel kan ?ndra sin riktning i rymden. Roterande artillerigranater, flygplanspropellrar, turbinrotorer har egenskaperna hos ett gyroskop.

Det enklaste exemplet p? ett gyroskop ?r snurra eller den v?lk?nda leksakstoppen f?r barn. En kropp som roterar runt en viss axel, som bibeh?ller sin position i rymden, om n?gra yttre krafter och moment av dessa krafter inte verkar p? gyroskopet. Samtidigt ?r gyroskopet stabilt och kan motst? p?verkan av en yttre kraft, som till stor del best?ms av dess rotationshastighet.

Till exempel, om vi snabbt snurrar toppen och sedan trycker p? den, kommer den inte att falla, utan forts?tter att rotera. Och n?r toppens hastighet sjunker till ett visst v?rde kommer precession att b?rja - ett fenomen n?r rotationsaxeln beskriver en kon, och toppens vinkelmoment ?ndrar riktning i rymden.

Typer av gyroskop

Det finns m?nga typer av gyroskop: tv? och tre grader(separation med frihetsgrader eller m?jliga rotationsaxlar), mekanisk, laser och optisk gyroskop (separation enligt funktionsprincipen).

T?nk p? det vanligaste exemplet - mekaniskt roterande gyroskop. I huvudsak ?r detta en snurrtopp som roterar runt en vertikal axel, som roterar runt en horisontell axel och i sin tur ?r fixerad i en annan ram, som redan roterar runt en tredje axel. Oavsett hur vi v?nder toppen kommer den alltid att vara i vertikalt l?ge.

Anv?ndning av gyroskop

P? grund av deras egenskaper anv?nds gyroskop i stor utstr?ckning. De anv?nds i stabiliseringssystem f?r rymdfarkoster, navigationssystem f?r fartyg och flygplan, mobila enheter och spelkonsoler, samt simulatorer.

Intresserad av hur en s?dan enhet kan passa i en modern mobiltelefon och varf?r beh?vs den d?r? Faktum ?r att gyroskopet hj?lper till att best?mma enhetens position i rymden och ta reda p? avvikelsens vinkel. Sj?lvklart har telefonen ingen direkt roterande topp, gyroskopet ?r ett mikroelektromekaniskt system (MEMS) som inneh?ller mikroelektroniska och mikromekaniska komponenter.

Hur fungerar det i praktiken? F?rest?ll dig att du spelar ditt favoritspel. Till exempel racing. F?r att vrida p? ratten p? en virtuell bil beh?ver du inte trycka p? n?gra knappar, du beh?ver bara ?ndra positionen p? din gadget i dina h?nder.

Som du kan se ?r gyroskop fantastiska enheter med anv?ndbara egenskaper. Om du beh?ver l?sa problemet med att ber?kna ett gyroskops r?relse inom omr?det f?r yttre krafter, kontakta studentservicespecialisterna som hj?lper dig att hantera det snabbt och effektivt!

Mekanisk gyroskop?r olika. Av s?rskilt intresse ?r det roterande gyroskopet. Dess v?sen ligger i det faktum att en kropp som roterar runt sin axel ?r ganska stabil i rymden, ?ven om den kan ?ndra riktningen p? sj?lva axeln. Axelns rotationshastighet ?r betydligt l?gre ?n rotationshastigheten f?r gyroskopets kanter. Gyroskopets rotation liknar r?relsen av toppen p? golvet. Skillnaden mellan snurran och gyroskopet ?r att snurran ?r ledig i rymden, och gyroskopet roterar p? strikt fasta punkter placerade i den yttre st?ngen, och har skydd f?r att forts?tta rotera n?r den faller.

Du kommer beh?va

• - tv? lock fr?n burkar
• - bit laminat
• - eltejp
• - n?tter 6 st.
• - st?laxel eller spik
• - plasticine
• - lim
• - 2 bultar
• - tjock tr?d
• - borra, fila

Instruktion

1. Med dessa delar kan vi b?rja montera rotorn. Vi sl?r h?l exakt i mitten av locken fr?n burkar, helst med samma spik som den som vi kommer att g?ra rotoraxeln fr?n. D?refter, med hj?lp av plasticine, f?ster vi muttrarna p? locket, du kan l?gga mer ?n sex, vikten l?ngs kanten av rotorn kommer att ?ka dess rotationstid.
2. D?refter g?r vi en axel. F?r att g?ra detta fixar vi den elektriska borren i ett skruvst?d, drar ?t spiken utan hatt i den och sk?rper den med en fil. S? sk?rpningen av axeln kommer att placeras s? n?ra mitten av axeln som m?jligt. Det m?ste slipas p? b?da sidor.
3. Utan att ta bort den sk?rpta axeln fr?n borren kommer vi att g?ra ett sp?r f?r g?ngan som ska k?ra rotorn. Vi f?ster ett lock med muttrar p? axeln med lim, men anv?nder inte ett som h?rdar f?r snabbt. V?l l?mpad "Poxipol". Sm?rj muttrarna med samma lim.
4. Nu ?r det viktigaste att balansera. Medan limmet torkar m?ste du placera vikterna perfekt runt kanten p? locket. Vi sl?r p? borren (vertikalt), om den roterande rotorn sl?r i en riktning, ?r en del last inte korrekt placerad. ?tg?rda det, f?rs?k igen. Sm?rj muttrarna ovanp? och t?ck med ett andra lock. Vi limar elektrisk tejp p? rotorns kanter. Vi torkar. Sj?lva rotorn ?r klar!
5. Vi tar tv? l?ngre bultar, f?ster dem i ett skruvst?d och stansar urtag i dem, d?r rotorn kommer att fixeras. Nu m?ste vi komma p? en yttre ram. Klipp ut en cirkel fr?n laminatet. Det ?r b?ttre att rita det i f?rv?g med en kompass. Rita omedelbart en vertikal och horisontell linje i 90 graders vinkel. Inuti sk?r vi ut en mindre cirkel, men s? att rotorn passar d?r. P? de horisontella linjerna g?r vi h?l f?r bultarna mitt emot varandra. Vi skruvar i bultarna. Mellan dem placerar vi v?rt gyroskops axel. I det h?r fallet f?r du inte dra ?t det f?r h?rt, annars kommer friktionen att d?mpa rotationshastigheten, och ingenting kommer att fungera. L?mna ca 1 mm r?relse, men s? att gyroskopet inte faller ut ur bultarna. Vi limmar bultarna p? st?ngen s? att vibrationen inte skruvar loss dem fr?n ramen.
6. Det ?terst?r bara att installera skydd. Vi tar en tjock tr?d, b?jer den till en ring. P? platsen f?r den markerade horisontella f?ster vi p? v?r produkt. Gyroskopet ?r klart. Vi lindar tr?den p? axeln och drar skarpt i den, kontrollerar prestandan.

Hemlagat gyroskop

Gyroskop(fr?n andra grekiska yupo "cirkul?r rotation" och okopew "look") - en snabbt roterande solid kropp, grunden f?r enheten med samma namn, som kan m?ta f?r?ndringen i orienteringsvinklarna f?r kroppen som ?r associerade med den i f?rh?llande till den tr?ghetskoordinatsystem, vanligtvis baserat p? lagen om bevarande av rotationsmoment (momentum).

Sj?lva namnet "gyroskop" och den fungerande versionen av denna enhet uppfanns 1852 av den franske vetenskapsmannen Jean Foucault.

Bland mekaniska gyroskop sticker ut roterande gyroskop- en snabbt roterande fast kropp, vars rotationsaxel kan ?ndra orientering i rymden. I detta fall ?verstiger gyroskopets rotationshastighet avsev?rt rotationshastigheten f?r dess rotationsaxel. Huvudegenskapen hos ett s?dant gyroskop ?r f?rm?gan att uppr?tth?lla samma riktning av rotationsaxeln i rymden i fr?nvaro av yttre kraftmoment som verkar p? den.

F?r att g?ra ett gyroskop beh?ver vi:

1. En bit laminat;
2. Botten 2 st. fr?n en burk;
3. St?lpinne;
4. Plasticin;
5. Muttrar och/eller vikter;
6. Tv? skruvar;
7. Tr?d (koppartjock);
8. Poxipol (eller annat h?rdande lim);
9. Isoleringstejp;
10. Tr?dar (f?r lansering och n?got annat);
11. Samt ett verktyg: en s?g, en skruvmejsel, en k?rna, etc...

Den allm?nna id?n ?r tydlig som visas i figuren:

Komma ig?ng:

1) Vi tar ett laminat och sk?r ut en 8-kolsram fr?n den (p? bilden ?r det en 6-kolsram). D?refter borrar vi 4 h?l i den: 2 (i ?ndarna) l?ngs framsidan, 2 tv?rs ?ver (samma i ?ndarna), se bild. L?t oss nu b?ja tr?den till en ring (diametern p? tr?den ?r ungef?r lika med ramens diameter). L?t oss ta 2 skruvar (bultar) och sl? dem genom urtaget i ?ndarna med en syl eller k?rna (i v?rsta fall kan du borra den med en borr).

2) Det ?r n?dv?ndigt att montera huvuddelen - rotorn. F?r att g?ra detta, ta 2 bottnar fr?n en pl?tburk och g?r ett h?l i dem i mitten. H?let med en diameter ska motsvara axelstaven (som vi kommer att infoga d?r). F?r att g?ra en axelstav, ta en spik eller en l?ng bult och sk?r den till l?ngden, ?ndarna m?ste slipas. F?r att g?ra inriktningen b?ttre, s?tt in st?ngen i borren och, som p? en verktygsmaskin, sk?rpa den med en fil eller bryne fr?n 2 sidor. Det skulle vara trevligt att g?ra ett sp?r p? den f?r v?xten med en tr?d. L?t oss smeta plasticine p? en av skivorna och stoppa in muttrar och vikter i den (den som har en st?lring, den h?r ?r ?nnu b?ttre). Nu ansluter vi b?da skivorna (som en sm?rg?s) och sticker igenom dem genom h?len med en axelstav. Vi sm?rjer in det hela med poxypol (eller annat lim), s?tter in v?r rotor i borren och medan poxypolen h?rdar kommer vi att centrera skivan (detta ?r den viktigaste delen av arbetet). Balansen m?ste vara perfekt.

3) Vi samlar enligt bilden, den fria r?relsen av rotorn upp och ner ska vara minimal (det k?nns, men lite).

Denna hemgjorda produkt kommer att vara intressant, f?rst och fr?mst, f?r sm? barn. Speciellt om man s?tter ihop det. Generellt sett ?r att g?ra ett roterande gyroskop fr?n improviserade medel ett bra s?tt att ha kul och anv?nda din fritid. Trots den visuella komplexiteten i hela strukturen ?r det v?ldigt enkelt att g?ra det, f?r i sj?lva verket ?r ett gyroskop en vanlig snurra, bara med en "hemlighet".

Men sj?lva principen f?r gyroskopets funktion ?r ocks? ganska enkel: sv?nghjulet roterar medurs runt sin axel, som i sin tur ?r associerad med ringen och roterar i ett horisontellt plan. Denna ring ?r styvt fixerad i en annan ring som roterar runt en tredje axel. Det ?r hela hemligheten.

Tillverkningsprocess f?r ett roterande mekaniskt gyroskop

Fr?n plastr?ret sk?r vi av tv? ringar av samma bredd. Du beh?ver ocks? ett lager, som m?ste f?llas med superlim s? att det inte snurrar. Vi trycker in en "tr?platta" i den inre ringen, d?r ett h?l m?ste borras i mitten f?r en metallst?ng med spetsiga ?ndar.

Vi l?gger en bit plastr?r p? ena ?nden av st?ngen (du kan l?na den fr?n en kulspetspenna). I plastringen borrar vi tv? h?l f?r st?ngen och f?renar den med lagrets roterande axel med hj?lp av metallr?r med st?rre diameter (du kan anv?nda segment av en teleskopisk antenn).