I giroscopi possono sembrare in un modo molto strano, ma uno studio della loro fisica sottostante mostra che reagiscono al mondo esterno in modi molto logici e prevedibili. La chiave per comprendere i giroscopi è capire il concetto di momento angolare. Questo è simile alla sua controparte lineare ma con alcune differenze notevoli.

Capire Momentum

Il momento lineare è ben compreso dalla maggior parte delle persone. Un oggetto che si muove tende a continuare a farlo con la stessa direzione e velocità a meno che non venga agito da una forza esterna. Quando ciò accade, la velocità o la direzione cambiano in modo intuitivo.

Il momento angolare è simile ma il vettore che rappresenta la sua direzione è allineato con l'asse di rotazione. Quando una forza agisce su un oggetto rotante agisce su questo vettore proprio come farebbe in un caso lineare. La differenza è che il cambio di quantità risultante non è nella direzione della forza ma ad angolo retto sia con il vettore del momento.

Gyro Construction

Qualsiasi oggetto rotante assumerà caratteristiche giroscopiche ma l'effetto è accentuato se l'oggetto è fatto con più massa che è ulteriormente concentrata dall'asse dello spin. Ciò conferisce all'oggetto in rotazione un momento più angolare. I progetti di giroscopi più efficienti utilizzano una massa più pesante e più concentrata che è bilanciata attorno a un punto di articolazione a basso attrito.

Stabilità

La qualità primaria di un giroscopio è che è stabile. Una volta che un gryo viene ruotato, tende a rimanere nello stesso orientamento e qualsiasi forza applicata per riorientare l'asse di rotazione viene soddisfatta con una forza resistiva. Questo è noto come conservazione del momento angolare. Proprio come un'auto in accelerazione tende a continuare il suo percorso a meno che una forza travolgente non cambi il suo slancio, una trottola cerca di continuare a ruotare con il suo asse orientato nella stessa direzione.

Usi

I giroscopi sono usato estensivamente come strumenti in dispositivi di riferimento inerziali. Possono essere trovati in aeroplani, missili e satelliti. Gli effetti giroscopici si trovano anche in oggetti più comuni. Sono responsabili della stabilità di una bicicletta in movimento e di uno yo-yo rotante.

Precessione

La caratteristica più singolare di un giroscopio è la precessione, che conferisce al dispositivo la sua apparente capacità di sfidare la gravità . Il movimento che neutralizza ogni forza che tenta di riallineare l'asse di rotazione è diretto in modo che il giroscopio rimanga dritto. Invece di cadere dalla forza di gravità, si auto-sposta spostandosi lateralmente.