Двухколесный гировагон
Имеется вагон на двух колёсах. Вагон должен ездить по тонкой проволоке. Для обеспечения его стабилизации установим в него гироузел с осью подвеса, перпендикулярной проволоке. Ось собственного вращения направим по вертикали. Таким образом, получим у гироскопа три степени свободы.
Если сместить центр масс вверх (подвесив доп. груз) , то при отклонении вагона, появится момент силы тяжести, из за которого начнёт поворачиваться не вагон, а гироузел. Сила тяжести при этом компенсируется гироскопическим моментом. В итоге Гиро вагон едет по проволоке, а гироузел совершает колебания.
Гироскоп
Это гироскоп.
Точнее гироузел, внутри корпуса установлен двигатель, вращающийся с частотой около 20 тыс. оборотов в минуту. Такой двигатель называют гиромотором. Его особенностью является то, что он выполнен по обращённой схеме, т.е. внутри находится статор, а вокруг него вращается ротор. Это необходимо, чтобы увеличить его момент инерции. Запитывается он от напряжения 36 В 400 Гц, авиационный стандарт. На видео он разогнан до номинальной скорости и отключен. Далее он работает на выбеге.
Фактически, детская игрушка юла или волчок работает по такому же принципу. В основе работы закон сохранения момента импульса, он равен произведению момента инерции на угловую скорость. В гироскопии эту величину называют кинетическим моментом. При отсутствии внешнего воздействия кинетический момент сохраняет своё положение в пространстве. В данном случае на гироскоп действует момент силы тяжести, который стремится уронить гироскоп. Этот момент компенсируется гироскопическим моментом, поэтому гироскоп не падает. Но при этом наблюдается явление, называемое прецессией - в данном случае вращение относительно вертикальной оси.
Видео снято мной, на фото я. Снято в Казанском авиационном институте (КНИТУ-КАИ).
Поиграем в бизнесменов?
Одна вакансия, два кандидата. Сможете выбрать лучшего? И так пять раз.