ג'ירוסקופ

תיאור

ג'ירוסקופ

סביבון כוח אשר נא ולא מפסיק להסתובב שאמצעות כח האינרציה ,

הגירוסקופ מורכב מגלגל אשר נר בסיבוב  על ציר סיבוב העובר במרכזו. הציר נשען על ציר אנכי קבוע. כאשר מקנים לגלגל מהירות זוויתית הגלגל אינו נופל אלא ממשיך להסתובב, כאשר ציר הסיבוב שלו מתחיל לנוע בעצמו ביחס לציר הקבוע.

כשציר הרוטור מסתובב, הוא מתנגד לכל שינוי בכיוון הסיבוב שלו, תכונה הנובעת מתנע זוויתי. אם מנסים לשנות את כיוון הסיבוב של הציר, הוא 'נלחם' בכך עם כוח משלו בזווית בת 90 מעלות לכוח שמופעל עליו. ההתנגדות של ציר הגירוסקופ המסתובב לשינוי בכיוון הסיבוב נקראת גם 'אינרצית הגירוסקופ'.

הרעיון שמאחורי הגירוסקופ

על פי חוקי ניוטון, לכל מסה ישנה תכונה לשמור על מצבה הקודם. לדוגמה, אם אנו מעוניינים להזיז גוף מסוים, יש להפעיל עליו כוח ראשוני. על מנת לעצור גוף זה, יש להפעיל עליו כוח בכיוון הנגדי, כדוגמת כוח החיכוך. אם כוח שכזה לא יופעל, הגוף ימשיך לנוע עד אינסוף.

גירוסקופ הוא בעצם דיסקית המסתובבת על פני מסגרת כמעט חסרת חיכוך. הדסקית אינה משנה את כיוון הסיבוב שלה ואת זווית הסיבוב שלה ולכן על מנת לשנות את זווית הסיבוב של הדיסקית צריך להפעיל כח.

לשם המחשה, נניח כי אנו מחזיקים גירוסקופ במטוס, והמטוס סוטה בפתאומיות. על פניו, נראה כי הדיסקית אמורה לשנות את הזווית שלה יחסית לכדור הארץ, כיוון שהמטוס שינה את הזווית שלו יחסית לכדור הארץ. היות שהדיסקית המסתובבת נעה על פני מסגרת חלקה, ההתנגדות של הדיסקית לשינוי מצבה תגרום לכך שהיא תחליק על פני המסגרת. כלומר, הדיסקית נשארת תמיד באותה זווית, בעוד שהמסגרת שעוטפת את הדיסקית משנה את מצבה בהתאם לתנועת הגוף.

אם נחבר עכשיו מחוגה בין הדיסקית לבין המסגרת, המחוגה תמדוד את הזווית שבה הגוף נמצא. זווית זו יכולה להיות מבוטאת בתצוגה על לוח מחוונים, או לגרום לשינוי אוטומטי בהתאם לדרישת המתכננים בכוונון תנועת משטחים כגון מדפים, כנפיים, זוויות של רקטה ועוד.