Giroscopi e il loro utilizzo

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Questions and Answers

Quale delle seguenti grandezze fisiche corrisponde alla velocità angolare?

Variazione della velocità rispetto al tempo

Variazione dell'accelerazione angolare rispetto al tempo

Variazione della posizione angolare rispetto al tempo (correct)

Variazione della posizione rispetto al tempo

Quale delle seguenti grandezze corrisponde alla variazione della velocità angolare rispetto al tempo?

Momento di inerzia

Velocità angolare

Accelerazione angolare (correct)

Accelerazione

Quale delle seguenti grandezze è una misura della resistenza di un corpo alla variazione del suo moto rotatorio?

Velocità angolare

Momento di inerzia (correct)

Massa

Accelerazione angolare

Cosa rappresenta la grandezza fisica '' nel testo?

La posizione angolare Signup and view all the answers

Quale delle seguenti opzioni descrive correttamente la relazione tra il momento di inerzia (I) e la distanza (r) di una massa elementare dall'asse di rotazione?

I è direttamente proporzionale a r^2 Signup and view all the answers

Quale delle seguenti analogie tra il moto di traslazione e il moto rotatorio è CORRETTA?

Lo spostamento è analogo allo spostamento angolare Signup and view all the answers

Quale delle seguenti analogie tra le grandezze fisiche utilizzate per descrivere il moto di traslazione e il moto rotatorio è SBAGLIATA?

La posizione corrisponde alla posizione angolare Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni sulla regola della mano destra utilizzata per determinare il verso della velocità angolare è CORRETTA?

Le dita puntano nella direzione dell'asse di rotazione, il pollice nella direzione della velocità angolare Signup and view all the answers

Qual è l'indicazione principale all'inizio di una virata quando il velivolo rolla per buttare giù l'ala?

Velocità angolare di rollio Signup and view all the answers

Perché il girodirezionale è considerato migliore della bussola magnetica in volo?

Non è influenzato dalle accelerazioni del velivolo Signup and view all the answers

Quale fenomeno causa il giroscopio a perdere la direzione del Nord nel tempo?

Precessione apparente Signup and view all the answers

Ogni quanto tempo deve essere corretta la direzione del girodirezionale per garantire indicazioni attendibili?

Ogni 10-15 minuti Signup and view all the answers

Cosa indica la scritta “no pitch information” sul display del velivolo?

Non si forniscono informazioni di assetto Signup and view all the answers

Qual è l'angolo massimo di inclinazione consentito per l'asse del rotore rispetto al piano alare?

± 55° Signup and view all the answers

Cosa è necessario fare per eseguire manovre acrobatiche con angoli di assetto maggiori?

Utilizzare strumenti specifici Signup and view all the answers

Che tipo di errore si verifica quando il piano alare non coincide con il piano orizzontale?

Errore quadrante Signup and view all the answers

Qual è la funzione principale della telebussola giroscopica?

Accoppiare la bussola magnetica con un direzionale giroscopico Signup and view all the answers

Dove è normalmente collocato l'elemento magnetico della girobussola?

All'estremità delle ali o negli impennaggi di coda Signup and view all the answers

Qual è il principio di funzionamento della Flux Valve?

Induzione elettromagnetica Signup and view all the answers

Quale funzione non è propria della girobussola?

Richiedere riallineamenti frequenti Signup and view all the answers

Qual è la relazione che dibatte l'errore di indicazione quando si modifica l'angolo di rollio?

tan PA = tan P cos Φ Signup and view all the answers

Quale è una caratteristica principale dei giroscopi laser RLG?

Hanno una maggiore durata. Signup and view all the answers

Come funzionano i giroscopi MEMS?

Sfruttano le accelerazioni di inerzia. Signup and view all the answers

Qual è un'applicazione comune dei MEMS?

Sensori di pressione. Signup and view all the answers

Quale componente consente il passaggio di una piccola parte della radiazione nei giroscopi laser?

Uno specchio semitrasparente. Signup and view all the answers

Qual è la funzione delle frange di rifrazione nei giroscopi laser?

Misurare la velocità di rotazione. Signup and view all the answers

Cosa indicano i termini 'sfasamento' e 'lunghezza della fibra' che si riferiscono ai giroscopi?

Fattori che determinano la velocità di rotazione. Signup and view all the answers

Qual è una delle caratteristiche che ha portato alla diffusione dei giroscopi laser negli anni '80?

Costo contenuto e dimensioni ridotte. Signup and view all the answers

Cosa indica l'espressione 'accelerazione di Coriolis' nei giroscopi?

Una forza che emerge durante la rotazione rispetto a un sistema di riferimento. Signup and view all the answers

Quale indice è normale per le stazioni VOR sintonizzate tramite il ricevitore VHF/NAV?

Indice a barra semplice Signup and view all the answers

Cosa indica l'angolo di rotta che forma il percorso con gli pseudo-meridiani nel Sistema Griglia?

Rotta reticolo Signup and view all the answers

Quale funzione ha il sistema di navigazione messo a punto dall'ammiraglio Tonta?

Navigazione griglia Signup and view all the answers

Come vengono rappresentati i meridiani nel Sistema Griglia sulle carte?

In verde Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni è corretta riguardo alla variazione del reticolo (GV)?

Rappresenta la differenza tra Nord vero e Nord grid Signup and view all the answers

Qual è la formula per calcolare la rotta griglia (GC)?

GC = TC + Kλ Signup and view all the answers

Cosa rappresenta il termine VAR all'interno delle formule fornite?

Variazione del Nord magnetico rispetto al Nord vero Signup and view all the answers

Quale indicazione si legge sulla rosa graduata associata alla bussola elettrica?

Prua magnetica dell'aereo Signup and view all the answers

Qual è la funzione principale delle molle applicate all'anello interno della sospensione cardanica in un giroscopio?

Controllare il moto di precessione del giroscopio Signup and view all the answers

Che tipo di sistema di riferimento è considerato inerziale in modo approssimativo?

Un sistema di riferimento solidale con il Sole e le stelle Signup and view all the answers

Quale asse della terna inerziale è diretto verso il punto vernale g?

Asse c Signup and view all the answers

Quale è la velocità angolare di rotazione della terna terrestre t rispetto alla terna inerziale?

15°/h Signup and view all the answers

Quali sono le coordinate geografiche che definiscono l'origine della terna di navigazione n?

Longitudine, latitudine, altitudine Signup and view all the answers

Perché la terna inerziale, nonostante sia solidale con la Terra, può essere considerata inerziale per gli usi della navigazione aerea?

Perché la navigazione aerea ha tempi brevi Signup and view all the answers

Quale asse della terna t è coincidente con l'asse di rotazione terrestre?

Asse Z Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni sulla terna di navigazione n è corretta?

La terna n è sempre solidale con l'aeromobile Signup and view all the answers

Study Notes

Giroscopi

I giroscopi sono dispositivi utilizzati in molteplici strumenti, in particolare quelli dei mezzi di trasporto.
Un esempio di applicazione rudimentale risale al 1743, con un orizzonte artificiale creato da John Serson.
I giroscopi moderni sono stati sviluppati nel XIX secolo e utilizzati in esperimenti come quello di Foucault.
L'uso di giroscopi come stabilizzatori di rollio per navi è stato comune a partire dal 1910.
Applicazioni aeronautiche, inclusi strumenti per il controllo dell'assetto e della direzione del velivolo, e sistemi inerziali, sono state sviluppate.

Giroscopio Meccanico

Composto da un rotore solido in rapida rotazione.
Forma simmetrica rispetto a un asse (sfera, disco ecc.).
L'asse di rotazione è chiamato asse di spin.
In assenza di vincoli, ha 3 gradi di libertà.
La sospensione cardanica permette al rotore di assumere diverse orientazioni.
Sospeso in questo modo, il giroscopio è in equilibrio indifferente.
Limitando i gradi di libertà (bloccando gli snodi) si può bloccare la rotazione in un piano.

Proprietà dei Giroscopi

Inerzia Giroscopica: tendenza a mantenere la direzione dell'asse di rotazione nello spazio.
La reazione a forze perturbatrici è particolare.
Il dispositivo reagisce a forze in modo diverso da un corpo non rotante.

Moto di Traslazione e Moto Rotatorio

Posizione: coordinata 's' misurata da un punto arbitrario sulla traiettoria.
Posizione angolare ('θ'): angolo tra il raggio vettore e una linea di riferimento (asse polare).
Velocità: variazione della posizione nel tempo (ds/dt).
Velocità angolare: variazione dell'angolo nel tempo (dθ/dt).
Accelerazione: variazione della velocità nel tempo (dv/dt).
Accelerazione angolare: variazione della velocità angolare nel tempo (dω/dt).

Massa e Momento di Inerzia

Massa (m): Resistenza di un corpo alla variazione del suo stato di moto.
Momento di inerzia (I): Resistenza di un corpo alla variazione del suo moto angolare.

Seconda Legge di Newton e moti rotazionali

F = ma per moti lineari.
M = Iα per moti angolari.
Relazioni tra momento e accelerazione angolare
Quantità di moto ('q' o 'L'): prodotto tra massa e velocità (' q = m v').
Risultante delle forze =0 -> quantità di moto costante.
Risultante momenti =0 -> momento angolare costante.

Precessione Libera e Precessione Forzata

Fenomeno causato dall'applicazione di un momento esterno.
Tendenza del giroscopio a ruotare attorno a un asse perpendicolare all'asse di spin.
Il momento esterno causa una variazione del momento angolare, portando alla precessione.
La velocità di precessione è proporzionale al momento esterno e inversamente proporzionale al momento angolare.

Altri tipi di Giroscopi

Giroscopi elettrici (ad alimentazione elettrica, del tipo a gabbia di scoiattolo).
Giroscopi ottici (fibra ottica e laser): utilizzano la luce per misurare la rotazione.
Giroscopi vibranti MEMS (Micro-Electrical-Mechanical Systems): dispositivi molto piccoli e compatti.

Strumenti Giroscopici

Virosbandometro: indica la velocità di imbardata.
Coordinatore di Virata: indica simultaneamente le velocità di imbardata e rollio.
Girodirezionale: permette di mantenere la direzione desiderata indipendentemente dal movimento dell'aereo.
Orizzonte Giroscopico: fornisce indicazioni visive della verticale dell'aereo.
Telebussola Giroscopica: combinando un direzionale giroscopico con una bussola magnetica.

Coordinamento del giroscopio

Metodo (utilizzato nelle telebussole) per ottenere una lettura accurata della direzione corretta.
Uso di sistemi di sincronizzazione, che compensano i movimenti indesiderati e le distorsioni.
Meccanismi elettronici di controllo e di compensazione per migliorare la stabilità, l'accuratezza e la resa.

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Description

Questo quiz esplora i giroscopi, dispositivi fondamentali nei mezzi di trasporto e nella navigazione. Verranno trattate le loro origini storiche, sviluppi moderni e applicazioni specifiche come stabilizzatori di rollio e strumenti aeronautici. Metti alla prova le tue conoscenze su questo affascinante argomento!