Fuerzas externas sobre giroscopios

Todos los objetos que se pueden ver sigue las leyes del movimiento de Newton . Estas reglas famosos incluyen la observación de que se necesita una fuerza externa para acelerar un objeto. Por ejemplo , si usted levanta una taza en una mesa , usted está aplicando una fuerza y cambiando el impulso de la copa de cero a lo que sea necesario para levantar la copa para tomar una copa. Usted levanta y la copa se eleva . Pero esas mismas leyes , aplicadas a un objeto que gira , crean un comportamiento inesperado . Es decir , los giroscopios reaccionan a fuerzas externas de manera sorprendente. Giroscopio

Un giroscopio es un objeto que gira que es simétrico alrededor de su eje de rotación. Una pelota de baloncesto en un dedo , un lápiz de rodadura sobre una mesa , un neumático de la motocicleta --- estos son todos los giroscopios . Las leyes del movimiento de Newton se aplican a cada pequeña parte de un giroscopio , por lo que el movimiento se pudo calcular mediante la observación de cómo el impulso de cada pequeño elemento del giroscopio es cambiado por la fuerza que actúa sobre ella . Pero hay un atajo mucho más fácil de encontrar ecuaciones de movimiento que se aplican a todo el cuerpo girando a la vez. Un objeto no hilatura cambiará su impulso cuando se aplica una fuerza. Un objeto que gira cambiará su momento angular cuando se aplica un par
A Peonza

movimiento giroscópico es un caso especial de movimiento del cuerpo rígido - . Un tema que tomaría un tiempo para explorar - pero hay una manera más fácil para presentarse a algunas de las peculiaridades del movimiento giroscópico . Si se coloca un trompo en su punto , inmediatamente cae. Si se gira la misma cima , será vagar alrededor de la mesa por un tiempo, antes de perder velocidad y caer. La gravedad sigue actuando en la parte superior , pero el giro cambia la respuesta de la parte superior a la fuerza de la gravedad .
Momento angular y de par
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Spinning sienten la fuerza de la gravedad , pero el giro añade otra dimensión a la moción.

un objeto que gira tiene un momento angular que apunta a lo largo de su eje . Asimismo, mantendrá ese impulso angular sin cambios , a menos que un par actúa sobre él . Un par es una fuerza aplicada a una distancia desde el eje de un objeto giratorio . Si el eje de la parte superior es perfectamente vertical , la gravedad actúa sobre el centro de masa de la parte superior , que está justo en el eje . Por lo tanto no hay ningún par de torsión y el momento angular no cambiará. Momento angular sin cambios significa el eje de giro no se mueve, por lo que la parte superior sigue girando en posición vertical . Cuando imperfecciones fuerzan la parte superior a la punta un poco, la gravedad no tire derecho hacia abajo el eje más. Pero hay una cosa divertida sobre par : es en ángulo recto a la fuerza . Así que cuando una parte superior comienza a volcar y la gravedad tira de ella , que no se tire de la parte superior más - que le hace iniciarse tambaleándose
Conservación de Momento Angular

la primera ley de Newton postula la idea de que un cuerpo se mantendrá el mismo ímpetu menos que se cambie por otro force.The mismo tipo de cosa que es cierto para cuerpos girando : un cuerpo mantendrá su momento angular a menos que un par cambia. Así que si se podía aislar un objeto que gira de las fuerzas externas que podrían ejercer un par , entonces el objeto mantendrá su impulso angular en la misma dirección . Así es como funcionan los instrumentos giroscópicos . Una sección de hilado está encerrado en cardanes --- conexiones mecánicas que permiten el giro del giróscopo libremente --- y el giro sigue yendo en la misma dirección . Así que si un giroscopio gimballed comienza apuntando al horizonte del Este, que se quedará en punta esa misma manera, independientemente de los giros y curvas de su marco.
Precesión

Watching un suspendido verticalmente , neumático de la bicicleta de giro reaccionar a la atracción gravitatoria es una de las manifestaciones visuales más convincentes de los efectos de la fuerza externa sobre un giroscopio . Videos de esto están disponibles en Internet , en los lugares que el curso abierto MIT en movimiento de balanceo y giroscopios . Si adjunta una cadena a un extremo del eje de un neumático de bicicleta , y luego dejar que la caída de los neumáticos, se puede esperar que se caiga hacia abajo y colgar desde el punto de fijación . Pero cuando el neumático está girando , la fuerza también actúa como un par y , como se mencionó anteriormente , en lugar de tirar hacia abajo , que actúa en ángulo recto y envía el giro del neumático alrededor en el aire. Ese movimiento se llama precesión , que se define como la respuesta de un giroscopio a una fuerza externa .