Nutația giroscopului în Fizica Clasă 12

Momentul giroscopic este momentul rezultant al tuturor forțelor care apar la mișcarea giroscopului.

Precesia regulată a unui giroscop echilibrat datorită inerției descrie un cerc.

Nutația giroscopului este mișcarea axei giroscopului sub influența unui moment care acționează permanent, modificându-i poziția.

Viteza unghiulară de rotație ωt a Pământului este aceeași pentru orice punct de pe suprafața sa și este dispusă pe o axă paralelă cu axa de rotație a Pământului.

Componenta orizontală (ωo) a vitezei unghiulare de rotație a Pământului reprezintă rotația planului meridianului în jurul direcției Nord-Sud, unde estul coboară și vestul se ridică.

Viteza aparentă a axului giroscopului are sensul spre est în emisfera nordică și spre vest în emisfera sudică.

Giroscopul nu se va menține în planul meridianului din cauza vitezei V2.

Axa giroscopului revine în poziția inițială după 24 de ore.

Giroscopul va oscila în raport cu orizontul, meridianul și verticalul locului.

Un giroscop liber este folosit ca indicator al direcției nord.

Girocompasul pendular este un tip de girocompas care este sensibil la schimbările de viteză.

Eroarea de instalare a girocompasului este un factor care influențează precizia măsurătorilor.

Un girocompas bigiroscopic este format din două sfere închise ermetic, fiecare sferă conținând un giromotor.

Un element sensibil este componenta responsabilă de detectarea mișcărilor sau modificărilor în mediul înconjurător.

O sferă închisă ermetică care conține bobine, un cadru de susținere, un amortizor hidraulic și o legătură antiparalelogram.

Un element de urmărire este o componentă care monitorizează și se adaptează la schimbările din mediul înconjurător.

Centrarea girosferei este necesară pentru alinierea și optimizarea funcționării giroscopului.

Bobina de centrare generează un câmp magnetic care influențează mișcarea sferei, asigurând alinierea corectă.

Două bobine plasate strategic în sferă generează câmpuri magnetice care acționează asupra giroscopului, realizând centrarea.

Centrarea cu o bobină de centrare ajustează forțele magnetice pentru a menține sferele la o distanță specificată.

Bobinele de centrare sunt amplasate în calota superioară sau inferioară a sferei, în funcție de design.

Metoda vaselor comunicante este o tehnică de transformare a unui giroscop într-un girocompas care se bazează pe principiul vaselor comunicante. Vasul comunicant conține de obicei un lichid cu densitate mare, cum ar fi mercur, și funcționează pe principiul deplasării fluidului din vas în funcție de poziția axei principale a giroscopului.

Metoda electromagnetică transformă un giroscop într-un girocompas prin generarea de curenți electrici într-un conductor în mișcare. Acești curenți sunt generați de mișcarea giroscopului și sunt utilizați pentru a controla axa principală a giroscopului, orientându-l spre nord.

Viteza liniară a polului giroscopului în metoda pendulară depinde de înclinația axei principale a giroscopului față de planul orizontului. Dacă axa este înclinată deasupra planului orizontului, viteza va fi spre vest. Dacă axa este înclinată sub planul orizontului, viteza va fi spre est.

Metoda pendulară transformă un giroscop într-un girocompas prin atașarea unei greutăți la axa principală a giroscopului. Greutatea schimbă centrul de greutate al giroscopului, determinând-ul să se încline într-o anumită direcție. Prin reglarea poziției greutății, se poate controla orientarea axei giroscopului și se poate obține o indicație precisă a direcției nord.

Este o metodă de transformare a giroscopului în girocompas care se bazează pe oscilația neamortizată a axei principale a giroscopului. Oscilațiile sunt menținute în amplitudine constantă, fără a fi amortizate, iar direcția lor este influențată de rotația Pământului.

Precesia axei principale a giroscopului se referă la mișcarea de rotație a axei giroscopului în jurul unei axe verticale. Viteza unghiulară de precesie (ωvz) determină planul în care se află axa giroscopului.

Girocompasul este un instrument de navigație care indică direcția nordului magnetic al Pământului. Se bazează pe principiul giroscopului, dar include un element de corecție pentru a elimina efectul rotației Pământului asupra orientării axei principale a giroscopului.

În metoda vaselor comunicante, lichidul din vas se deplasează spre vest sau spre est în funcție de orientarea axei principale a giroscopului. Mișcarea lichidului este cauzată de forța Coriolis care apare din rotația Pământului.

Mercurul este lichidul folosit în metoda vaselor comunicante pentru a transforma un giroscop într-un girocompas. Densitatea mare a mercurului îl face ideal pentru a genera schimbări de poziție în funcție de orientarea axei giroscopului.