Гироскопският ефект - ние стоим, докато се обърнем

Една от любимите детски играчки е върха или юле. Ще го разочаровате - това ще ви струва само на един крак, само ярките ивици на тротоара се сливат на непрекъснато цветно място. Изглежда, че най-често срещаната детска детска играчка и в основата на нейното поведение е физическо явление, като например жироскопичен ефект. Макар че такъв жироскоп е неподвижен, той не представлява интерес, просто е невъзможно да се постави вертикално. Но си заслужава да се разпише - тук започват истинските чудеса.

Точно ротационното движение причинява стабилността на върха. Поради силите на триене в опорното колело въртенето се забавя и когато спре, горната част ще падне. Стабилността на играчката дава жироскопичен ефект. Тя се създава от центробежната сила, която възниква при въртене на ролката. Ако тя е добре развита, тогава, дори ако юлето първоначално е било под ъгъл, то ще стане вертикално. Горната част е винаги настроена така, че оста на въртене и посоката на тежестта да съвпадат.

Ако се опитате да отклоните горната част от вертикалната позиция, то тя започва да прави някои трептения, които имат специално име - прецесия. Оста на върха на този феномен описва в пространството около вертикалната линия фигура, подобна на конус. Колкото по-голяма е върха, толкова по-стабилна ще бъде. Колкото по-масивна ще бъде играчката, толкова по-висока скорост, толкова по-голям е жироскопният момент, в който тя ще може да се развие. С този термин се разбира продуктът на ъгловата скорост на върха (ротор) в момента на инерцията на собственото въртене на ротора.

Описаният случай е само един от малкото възможни примери за въртящи се тела. Основната им особеност е стабилността на тялото по отношение на оста на въртене. За да се увеличи стабилността на куршума и да се изключи падането му във въздуха, той се принуждава да се върти в полет. Постигнете това с винтова резба в багажника. Въртящият се куршум запазва позицията и посоката си през целия полет.

От горния пример може да се види, че жироскопичният ефект намира приложение не само като детска играчка. Стабилността на въртящия се диск се използва в инженерството. На този принцип се конструира съпротивлението на опитите да се промени позицията на въртящия се диск, така наречените жироскопични стабилизатори. Те работят върху морски плавателни съдове като устройство, което спира да се търкаля.

Измислено и специално устройство - жироскоп. В действителност, жироскопът е една и съща. При това устройство осът се поставя в специално окачване и може свободно да се върти в него. Жиротът може да служи като компас. Ако я разтревожите силно, оста на въртенето му ще бъде насочена по протежение на земния меридиан, сочейки на север. Такова устройство се нарича жироскоп.

Гирокомпасът има определени предимства пред обичайния магнитен компас. По този начин грешката на магнитния компас често е доста голяма, особено в зоните близо до полюсите. В такива случаи е най-добре да използвате гиркомплекса. Има много други инструменти с помощта на жироскопски ефект - гиро хоризонт, гиротахометри, гистростабилизиращи платформи.

Дори Самата Земя е огромна въртяща се върха, която прави една революция на ден. Този връх също има трептения на прецесия. Същият гигантски въртящ се връх представлява Слънцето. Очевидно всичко се върти около оста му във Вселената. И не само звезди, но и мъглявини и галактики.

Като например като въртящ се връх, твърдо стоящ на една точка и устояващ на опитите да променя позицията си, беше възможно да се установи, че в сърцето на такова поведение е изненадващо интересен и полезен феномен, като например жироскопичен ефект.