Kako deluje žiroskop: bistvo, princip delovanja, kje se uporablja. Kako deluje žiroskop: bistvo, princip delovanja, kje se uporablja. Postopek izdelave rotacijskega mehanskega žiroskopa
Mehanski žiroskopi so različni. Posebej zanimiv je rotacijski žiroskop. Njegovo bistvo je v tem, da je telo, ki se vrti okoli svoje osi, precej stabilno v prostoru, čeprav lahko samo spremeni smer osi. Hitrost vrtenja osi je bistveno manjša od hitrosti vrtenja robov žiroskopa. Vrtenje žiroskopa je podobno premikanju vrtavke po tleh. Razlika med vrtavko in žiroskopom je v tem, da je vrtavka prosta v prostoru, vrtavka pa se vrti na točno določenih točkah, ki se nahajajo v zunanji palici in ima zaščito, da se lahko vrti naprej, če pade.
Boste potrebovali
- - dva pokrova iz pločevink
- - kos laminata
- - električni trak
- - oreščki 6 kosov.
- - jeklena os ali žebelj
- - plastelin
- - lepilo
- - 2 vijaka
- - debela žica
- - sveder, pila
Navodila
- S temi deli v roki lahko začnemo sestavljati rotor. Točno na sredino pokrovov pločevink preluknjamo luknje, najbolje z enakim žebljem, iz katerega bomo naredili os rotorja. Nato s plastelinom pritrdimo matice na pokrov, lahko jih postavite več kot šest, teža ob robu rotorja bo povečala čas vrtenja.
- Nato naredimo os. V ta namen pritrdite električni vrtalnik v primež, zategnite žebelj brez glave in ga nabrusite s pilo. Tako bo ostrenje osi čim bližje središču osi. Ostriti je treba na obeh straneh.
- Ne da bi odstranili ostro os iz svedra, bomo naredili utor za navoj, ki bo vodil rotor. Pokrov z maticami pritrdimo na os z lepilom, vendar ne uporabimo tistega, ki se prehitro strdi. Poxipol dobro deluje. Z istim lepilom premažite orehe.
- Zdaj je najpomembnejše ravnotežje. Medtem ko se lepilo suši, morate uteži popolnoma namestiti okoli roba pokrova. Vklopimo vrtalnik (navpično), če vrtljivi rotor udari v eno smer, potem nekaj bremena ni pravilno nameščeno. Popravimo in poskusimo znova. Na vrhu namažite orehe in pokrijte z drugim pokrovom. Na robove rotorja prilepimo električni trak. Posušimo. Sam rotor je pripravljen!
- Vzamemo dva daljša vijaka, ju pritrdimo v primež in vanje izvrtamo luknje, v katere bo pritrjen rotor. Sedaj moramo pripraviti zunanji okvir. Iz laminata izrežite krog. Bolje je, da ga vnaprej narišete s kompasom. Takoj narišite navpične in vodoravne črte pod kotom 90 stopinj. V notranjosti izrežemo manjši krog, vendar tak, da se rotor prilega tja. Vzdolž vodoravnih črt naredimo luknje za vijake drug nasproti drugega. Vijake privijemo. Mednje postavimo os našega žiroskopa. Hkrati ga ne morete zategniti premočno, sicer bo trenje zmanjšalo hitrost vrtenja in nič ne bo delovalo. Pustite približno 1 mm hoda, vendar tako, da giroskop ne pade iz vijakov. Vijake prilepimo na palico, tako da jih vibracije ne odvijejo iz okvirja.
- Ostane le še namestitev zaščite. Vzemite debelo žico in jo upognite v obroč. Na mestu označene vodoravne črte jo pritrdimo na naš izdelek. Žiroskop je pripravljen. Nit navijemo okoli osi in jo močno potegnemo, preverimo njeno delovanje.
Domači žiroskop
Žiroskop(iz starogrškega yupo "krožno vrtenje" in okopew "pogled") - hitro vrteče se trdno telo, osnova istoimenske naprave, ki lahko meri spremembe orientacijskih kotov telesa, povezanega z njim, glede na inercialno koordinatni sistem, ki običajno temelji na zakonu o ohranitvi navora (gibalne količine).
Samo ime "žiroskop" in delovno različico te naprave je leta 1852 izumil francoski znanstvenik Jean Foucault.
Med mehanskimi žiroskopi izstopa rotacijski žiroskop- hitro vrteče se trdno telo, katerega os vrtenja lahko spreminja orientacijo v prostoru. V tem primeru hitrost vrtenja žiroskopa bistveno presega hitrost vrtenja njegove vrtilne osi. Glavna lastnost takšnega žiroskopa je zmožnost vzdrževanja konstantne smeri vrtilne osi v prostoru brez vpliva trenutkov zunanjih sil nanjo.
Za izdelavo žiroskopa potrebujemo:
1. Kos laminata;
2. Spodnji 2 kos. od pločevinka;
3. Jeklena palica;
4. Plastelin;
5. Orehi in/ali uteži;
6. Dva vijaka;
7. Žica (debel baker);
8. Poxypol (ali drugo lepilo za strjevanje);
9. Električni trak;
10. Niti (za zagon in še kaj);
11. Pa tudi orodje: žaga, izvijač, jedro itd...
Splošna ideja je jasno prikazana na sliki:
Začnimo:
1) Vzamemo laminat in iz njega izrežemo 8-kotni okvir (na fotografiji je 6-kotni). Nato vanj izvrtamo 4 luknje: 2 (na koncih) spredaj, 2 čez (enako na koncih), glej sliko. Zdaj upognimo žico v obroč (premer žice je približno enak premeru okvirja). Vzamemo 2 vijaka (vijaka) in vanje na koncih izvrtamo luknje s šilom ali jedrom (v najslabšem primeru jih lahko izvrtamo s svedrom).
2) Sestaviti morate glavni del - rotor. Če želite to narediti, vzemite dve dnu iz pločevinke in vanje naredite luknjo v sredini. Premer luknje mora ustrezati palici osi (ki jo bomo tam vstavili). Če želite narediti osno palico, vzemite žebelj ali dolg vijak in ga odrežite na dolžino; Za boljšo poravnavo vstavite palico v sveder in jo nabrusite kot na stroju s pilo ali brusom na obeh straneh. Lepo bi bilo narediti na njem utor za navijanje z nitjo. Enega od kolutov bomo namazali s plastelinom, vanj pa natlačili orehe in uteži (če imate jeklene obročke, je to še bolje). Zdaj povežemo oba diska (kot sendvič) in ju preluknjamo skozi luknje z osno palico. Vse skupaj namažemo s Poxypolom (ali drugim lepilom), vstavimo naš rotor v sveder in medtem ko se Poxypol strdi, centriramo disk (to je najpomembnejši del dela). Ravnovesje mora biti popolno.
3) Sestavljamo po sliki, prosto gibanje rotorja gor in dol naj bo minimalno (čuti se, a le malo).
Ta domači izdelek bo zanimiv predvsem za majhne otroke. Še posebej, če ga sestavite. Na splošno je izdelava rotacijskega žiroskopa iz improviziranih sredstev odličen način imejte se zabavno in koristno prosti čas. Kljub vizualni zapletenosti celotne strukture je zelo enostavno narediti, saj je v resnici žiroskop navaden vrh, le s "skrivnostjo".
Vendar pa je tudi sam princip delovanja žiroskopa precej preprost: vztrajnik se vrti v smeri urinega kazalca okoli svoje osi, ta pa je povezana z obročem in izvaja rotacijske gibe v vodoravni ravnini. Ta obroč je togo fiksiran v drugem obroču, ki se vrti okoli tretje osi. To je vsa skrivnost.
Postopek izdelave rotacijskega mehanskega žiroskopa
Od plastična cev odrežite dva obroča enake širine. Potrebovali boste tudi ležaj, ki ga je treba namazati s superlepilom, da se ne vrti. notri notranji obroč stisnemo v leseno "tableto", v kateri morate v sredini izvrtati luknjo za kovinsko palico s koničastimi konci.
Na en rob palice položimo kos plastična cev(lahko si izposodite pri kemični svinčnik). V plastični obroč za palico izvrtamo dve luknji in jo z uporabo povežemo z vrtljivo osjo ležaja. kovinske cevi večji premer (lahko uporabite dele teleskopske antene).
Mehanski žiroskop ni tako zapletena naprava, je pa njegovo delovanje kar lep prizor. Njegove lastnosti znanstveniki preučujejo že več kot dvesto let. Človek bi mislil, da je vse raziskano, saj je že dolgo ugotovljeno in praktično uporabo in temo je treba zakleniti.
Obstajajo pa navdušeni ljudje, ki se nikoli ne naveličajo trditi, da se med delovanjem žiroskopa njegova teža spreminja, ko se vrti v eno ali drugo smer ali v določeni ravnini. Poleg tega sklepi zvenijo, kot da žiroskop premaga gravitacijo. Ali pa tvori tako imenovano cono gravitacijske sence. In končno, obstajajo ljudje, ki pravijo, da če je hitrost vrtenja žiroskopa presežena do določene kritične vrednosti, potem ta naprava pridobi negativno težo in začne leteti stran od Zemlje.
S čim imamo opravka? Možnost civilizacijskega preboja ali psevdoznanstvena zabloda?
Teoretično je sprememba teže možna, vendar pri tako visokih hitrostih, da je to v normalnih pogojih nemogoče preizkusiti eksperimentalno. Toda obstajajo ljudje, ki trdijo, da so videli premagovanje Zemljine gravitacije s hitrostjo vrtenja le nekaj tisoč minut. Ta poskus je namenjen preverjanju te hipoteze.
Značilnosti najpreprostejšega domačega žiroskopa.
Vsakdo ne zna sestaviti žiroskopa. Avto valjar je sestavil žiroskop, ki tehta več kot 1 kg. Največja hitrost vrtenje 5000 vrt / min. Če je učinek spremembe teže res prisoten, bo to opazno na vzvodni tehtnici. Njihova natančnost, ob upoštevanju trenja v tečajih, je znotraj 1 g.
Začnimo s poskusom.
Najprej zavrtimo uravnoteženi žiroskop v vodoravni ravnini v smeri urinega kazalca. Vrteči se vztrajnik ne bo nikoli popolnoma uravnotežen, ker ne more biti popolnoma uravnotežen. Da, in idealnih ležajev ni.
Od kod prihajajo aksialne in radialne vibracije, ki se prenašajo na tehtnico? Kaj lahko povzroči namišljeno povečanje ali izgubo teže? Poskusimo zavrteti vztrajnik v drugo smer, da preverimo teorijo, da ima smer vrtenja vlogo glavna vloga v gravitacijskem mrku. A zdi se, da se čudež ne bo nikoli zgodil.
Kaj se zgodi, če obesite in zavrtite žiroskop navpična ravnina? Toda tudi v tem primeru na tehtnici ne pride do sprememb.
Prisilna precesija.
Morda so vam v šoli ali na inštitutu pokazali takšno postavitev za dokazovanje prisilne precesije. Če vrtite žiroskop, na primer, v smeri urinega kazalca v navpični ravnini in ga nato spet zavrtite v smeri urinega kazalca, če gledate od zgoraj, vendar v vodoravni ravnini, se zdi, da vzleti. Tako se odziva na zunanji vplivi in si prizadeva združiti os in smer vrtenja z osjo in smerjo vrtenja v novi ravnini.
Nekateri ljudje, ki nenadoma naletijo na to temo, razvijejo napačno razumevanje tega procesa. Zdi se, da je mehanski žiroskop sposoben vzleteti, če ga na silo zavrtimo v drugi ravnini, in tako naj bi lahko nastal inovativen motor. Hkrati se žiroskop tukaj dvigne samo zato, ker se odbija od vrtljivega stojala, sam pa se odbija od mize. V ničelni gravitaciji bo skupni zagon takšne strukture enak nič.
Med mehanskimi žiroskopi izstopa rotacijski žiroskop - hitro vrteče se togo telo katere vrtilna os je sposobna spreminjati orientacijo v prostoru. Hkrati pa hitrost
vrtenje žiroskopa bistveno presega hitrost vrtenja njegove osi
rotacija. Glavna lastnost takšnega žiroskopa je sposobnost vzdrževanja
prostor konstantna smer osi vrtenja v odsotnosti
vpliv momentov zunanjih sil nanj.
Vsekakor si oglejte ta video.
To je žiroskop, kupljen v trgovini:
Ja, iz smeti)) potrebovali bomo - 1. kos laminata (našel sem ostanek od dedka pri
balkon), 2. Dno in pokrov pločevinke (jedel fižol in dobil
kozarec) 3. Jeklena palica (najtežji del - najdemo jo na ulici)
4. Plastelin (ukraden moji sestri) 5. Orehi in/ali uteži 6. dva
vijak, udarec (ostra stvar na koncu, šilo bo dovolj, dedek ima vse)
6. žica (debel baker, moj dedek jo je našel)) 7. Poxypol (ali drugo utrjevanje
lepilo, vzel od mojega dedka)) 8. Električni trak (ibid.)) 9. Niti (za zagon in nekatere druge stvari
tudi pri babici)) pa tudi žaga, izvijač itd...
splošna ideja je tukaj jasna
Nato bomo iz laminata izrezali okvir in upognili žico v obroč, tudi noter
vijake je treba s šilom preluknjati v vdolbino (nisem ponovil, samo
Razstavil sem žiroskop in slikal dele...)) 
potem bomo sestavili glavni del - rotor (ali kaj drugega)), vzemite dno in
vratu (enaki sta) vanje naredimo luknjo (na sredini!!) luknja mora
naj bo debela kot železna palica
Da bo poravnava boljša, vstavite palico v sveder in kako
stroju, izostrimo ga s pilo na obeh straneh;
tovarniška nit (našli jo boste na fotografiji)) na enega od diskov bomo namazali plastelin in
nadevali ga bomo z orehi in grezili (kdor ima jekleni obroč, končno
super) nato povežite oba diska (sendvič) in ju potisnite skozi luknje
osi namaži vse skupaj s Poxypolom, daj (stvar) v sveder in adijo
Poxy tla se hladijo, disk bomo centrirali (da ga ne udarimo), to je najpomembnejše
del posla mora biti popoln. 
