Hur fungerar en gyrokompass

Subscribe to RSS

Den består av ett balanserat hjul på en axel som är upphängd så att den fritt kan röra sig åt alla håll. När hjulet roterar fortsätter axeln att behålla sin riktning och gör motstånd mot ändringar av sin orientering. Enklare former av gyroskop är kända långt tillbaka i historien. Den som först beskrev något som liknar ett modernt gyroskop var Johann Gottlieb Friedrich von Bohnenberger. Han använde i sin konstruktion sfärer i stället för ringar. Hans variant kallades Bohnenbergers snurra. Ett gyroskop uppvisar en rad beteenden som kan utnyttjas i olika sammanhang. Axelns strävan att behålla sin orientering att dess axel strävar efter att alltid peka i samma riktning utnyttjas i gyrokompassen som används på skepp, flygplan och inom rymdflyget. Axelns motstånd mot riktningsförändringar utnyttjas för att stabilisera fartyg och fordon.

Kompass – Wikipedia

På atomär nivå utnyttjas atomernas spinn och precession konisk pendelrörelse inom sjukvården i magnetresonanskamera , MR-kamera, för att skapa bilder av inre organ. Gyroegenskaperna används även i många populära och spektakulära leksaker som till exempel jojo , frisbee och snurror av alla de slag, ibland kombinerade med magnetkrafter. Cykeln utnyttjar även det gyrots egenskap att omfördela en riktningsändrande kraft på axeln till en vridning av hjulet i tvärsled så att när cykeln lutas åt ett håll så vrider hjulet sig mot samma håll så att cykeln svänger åt det hållet. Det är detta som gör det möjligt att styra en cykel utan att hålla i styret. Detta påstående är felaktigt. Den mest fantastiska delen av videon, och också det som är otroligt med gyroskop, är den del där det gyroskopiska cykelhjulet kan hänga i luften så här:. Denna mystiska effekt är precession. I det allmänna fallet, precession fungerar så här:Om du har ett snurrande gyroskop och du försöker rotera dess snurraxel, gyroskopet kommer istället att försöka rotera runt en axel i rät vinkel mot din kraftaxel, så här:.

Varför ska ett gyroskop visa detta beteende? Det verkar helt meningslöst att cykelhjulets axel kan hänga i luften så. Om du tänker på vad som faktiskt händer med de olika delarna av gyroskopet när det roterar, dock, du kan se att detta beteende är helt normalt! När kraften appliceras på axeln, sektionen överst i gyroskopet försöker flytta till vänster, och sektionen längst ner i gyroskopet kommer att försöka flytta till höger, som visat. Om gyroskopet inte snurrar, då floppar hjulet, som visas i videon på föregående sida. Om gyroskopet snurrar, tänk på vad som händer med dessa två delar av gyroskopet: Newtons första rörelselag säger att en kropp i rörelse fortsätter att röra sig med en konstant hastighet längs en rak linje om den inte påverkas av en obalanserad kraft. Så toppunkten på gyroskopet påverkas av kraften som appliceras på axeln och börjar röra sig mot vänster. Den fortsätter att försöka röra sig åt vänster på grund av Newtons första rörelselag, men gyrons spinning roterar den, så här:.

Denna effekt är orsaken till precession.

Gyrocompass - Wikipedia

De olika delarna av gyroskopet tar emot krafter vid ett tillfälle men roterar sedan till nya positioner! När sektionen högst upp på gyroen roterar 90 grader åt sidan, den fortsätter i sin önskan att flytta till vänster. Detsamma gäller för sektionen längst ner - den roterar 90 grader åt sidan och den fortsätter i sin önskan att flytta till höger. Dessa krafter roterar hjulet i precisionsriktningen.

Skrevet av

När de identifierade punkterna fortsätter att rotera 90 grader till, deras ursprungliga rörelser avbryts. Så gyroskopets axel hänger i luften och föregår. När du tittar på det på det här sättet kan du se att presession inte alls är mystisk - det är helt i linje med fysikens lagar!