Les gyroscopes peuvent sembler se comporter de manière très étrange, mais une étude de leur physique sous-jacente montre qu'ils réagissent au monde extérieur de manière très logique et prévisible. La clé pour comprendre les gyroscopes est de comprendre le concept de moment angulaire. Ceci est similaire à sa contrepartie linéaire, mais avec quelques différences notables.

Comprendre Momentum

L'élan linéaire est bien compris par la plupart des gens. Un objet qui bouge a tendance à continuer à le faire avec la même direction et la même vitesse à moins qu'il ne soit sollicité par une force extérieure. Lorsque cela se produit, la vitesse ou la direction change de façon intuitive.

Le moment angulaire est similaire mais le vecteur représentant sa direction est aligné avec l'axe de rotation. Quand une force agit sur un objet en rotation, elle agit sur ce vecteur comme dans un cas linéaire. La différence est que le changement de moment résultant n'est pas dans la direction de la force, mais à angle droit à la fois avec le vecteur impulsion.

Construction gyro

Tout objet tournant va prendre des caractéristiques gyroscopiques mais l'effet est accentué si l'objet est fabriqué avec plus de masse concentrée plus loin de l'axe de rotation. Cela donne à l'objet en rotation plus de moment angulaire. Les modèles de gyroscope les plus efficaces utilisent une masse plus lourde et plus concentrée qui est équilibrée autour d'un point de pivot à faible friction.

Stabilité

La qualité première d'un gyroscope est qu'il est stable. Une fois qu'un gryo est filé, il tend à rester dans la même orientation et toute force appliquée pour réorienter l'axe de rotation est rencontrée avec une force résistive. Ceci est connu comme la conservation du moment angulaire. Tout comme une voiture qui accélère a tendance à continuer son chemin à moins qu'une force écrasante ne change son élan, une toupie essaie de continuer à tourner avec son axe orienté dans la même direction.

Utilise

Les gyroscopes sont largement utilisés comme instruments dans les dispositifs de référence inertiels. Ils peuvent être trouvés dans les avions, les missiles et les satellites. Des effets gyroscopiques sont également trouvés dans des objets plus communs. Ils sont responsables de la stabilité d'un vélo en mouvement et d'un yo-yo en rotation.

Precession

La caractéristique la plus unique d'un gyroscope est la précession, qui donne au dispositif sa capacité apparente à défier la gravité . Le mouvement qui contrecarre toute force qui tente de réaligner l'axe de rotation est dirigé de sorte que le gyroscope reste droit. Au lieu de tomber de la force de gravité, elle se défait en se déplaçant latéralement.