Изучение гироскопического эффекта

Лабораторная работа №3

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Изучение понятий внешних сил, момента импульса, момента инерции, закона динамики вращательного движения твердого тела, экспериментальное исследование закономерностей гироскопического эффекта, опытное определение полного момента инерции гироскопа.

ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ: гироскоп.

КРАТКАЯ ТЕОРИЯ

Гироскопом называют массивное однородное твёрдое тело, вращающееся с большой угловой скоростью вокруг свободной оси, совпадающей с главной осью симметрии (ротор). Гироскоп называют уравновешенным (или свободным), если его центр масс остаётся неподвижным при любых изменениях ориентации его оси в пространстве (основным свойством свободного гироскопа является его способность сохранять неизменным направление оси ротора). Иначе говоря, центр масс совпадает с точкой опоры. Такой гироскоп называют гироскопом с одной закрепленной точкой.

Рассмотрим гироскоп с закрепленным центром масс (рис.1), Движение гироскопа описывается уравнением моментов (основного закона динамики вращательного движения):

(1)

где - момент импульса гироскопа, - результирующий момент внешних сил, приложенных к нему.

В случае свободного гироскопа, когда , ось гироскопа сохраняет свою ориентацию в пространстве и вращается с постоянной угловой скоростью , поэтому момент импульса = const.