Гироскоп – массивное тело, имеющее ось симметрии, которое вращается вокруг этой оси с очень большой угловой скоростью. Какую скорость мы можем считать «очень большой»? Это требование важно для случая, когда гироскоп участвует в дополнительном вращательном движении с угловой скоростью 
. Тогда, при выполнении условия 
, можно считать, что направление момента импульса совпадает с осью вращения гироскопа:
.
Рис. 18 Гироскопический эффект Если на гироскоп подействовать силой
(на чертеже она направлена от нас), то возникающий момент сил направлен перпендикулярно этой силе (см. рис). Согласно уравнению моментов:
вектор изменения момента импульса совпадает по направлению с вектором момента силы. А это значит, что ось гироскопа будет стремиться повернуться в направлении перпендикулярном приложенной силе. То есть в приведенном примере мы действуем на гироскоп от нас, а он наклоняется в сторону - влево. Это одно из проявлений гироскопического эффекта.
Если сила, стремящаяся повернуть ось гироскопа, действует постоянно, то может возникнуть прецессия гироскопа. Рассмотрим в качестве примера волчок (гироскоп), ось которого наклонена. Тогда сила тяжести mg и реакция опоры N создают пару сил, стремящуюся опрокинуть волчок. Но момент этих сил направлен перпендикулярно оси волчка и так же направлен вектор изменения импульса. В этой ситуации ось волчка будет вращаться вокруг вертикали, проведенной из точки опоры волчка (см. рисунок).
Для того, чтобы определить частоту прецессии рассмотрим эту ситуа-
цию более подробно. Момент сил пары сил можно считать относительно
любой точки. Относительно точки опоры волчка момент сил будет равен 
, модуль его соответственно 
, где α – угол между радиус-вектором (направленным вдоль оси волчка) и силой тяжести.
:
Рис 19. Прецессия гироскопа
С другой стороны, если за время dt ось волчка повернется на dφ, то модуль изменения вектора момента импульса будет равен (см. рисунок) 
. Подставив эти результаты в уравнение моментов, приняв во внимание при этом, что 
, получим: 
. Отсюда следует, что частота прецессии 
равна:
.
Чем меньше частота вращения волчка-гироскопа, тем больше частота прецессии.
Глава 4. Неинерциальные системы отсчета и гравитационное поле.
Силы инерции
Рассмотрим две системы отсчета:
инерциальную (ИСО) и неинерци-
альную (НеИСО). 
- ускорение
НеИСО, направленное вдоль оси х.
При t=0 системы совпадают. Через
некоторое время t 
уйдет от х
на расстояние 
. И тогда
Рис. 20. ИСО и НеИСО
По второму закону Ньютона в ИСО: 
. Используя преобразование координаты x, получим:
и
Таким образом, мы видим, что при переходе из ИСО в НеИСО второй закон Ньютона изменяет свой вид:
для ИСО:
для НеИСО: 
.
Но если записать второй закон Ньютона в форме
,
появляется возможность записывать его в НеИСО так же как в ИСО. Но для этого надо считать второе слагаемое справа некоей дополнительной силой. Эта сила называется силой инерции:
.
Поскольку сила инерции не связана ни с каким из выше перечисленных взаимодействий, она является некоей условной силой - псевдосилой. Благодаря введению понятиясилы инерции, оказалось возможным записывать второй закон Ньютона в НеИСО так же, как и в ИСО:
;
Но при этом надо учитывать, что под 
понимается сумма равнодействующей сил и действующих сил инерции:
Центробежная сила.
Центробежную силу надо учитывать во вращающейся НеИСО.
Рассмотрим условие равновесия тела массой m во вращающейся НеИСО. На рисунке оно привязана к оси диска вращающегося с частотой ω. С точки зрения наблюдателя, находящегося в ИСО тело вращается вместе с диском, и сила, сообщающая телу нормальное (центростремительное) ускорение – это сила упругости пружинки, которой это тело прикреплено к оси вращения. 
В ИСО: 
, где 
.
В НеИСО тело покоится (относительно диска оно не смещается). Следовательно в
Рис. 21. Центробежная сила этой системе сумма сил, приложенных к
телу (с учетом сил инерции) должна быть равна нулю. В НеИСО: 
, то есть
.
Или: 
Отсюда следует, что сила инерции направлено в сторону, противоположную силе упругости, и ее величина зависит от скорости вращения НеИСО. Поскольку эта сила направлено от центра, вокруг которого вращается НеИСО, она называется центробежная сила:
.
Сила Кориолиса
Если тело движется во вращающейся НеИСО, возникает эффект, требующий учета еще одной силы инерции – силы Кориолиса. Дело в том, что любое движение во вращающейся НеИСО (кроме движения параллельно ось вращения) приводит к изменению момента импульса движущегося тела. Так, например, если тело двигается в радиальном направлении, у него увеличивается радиус вращения и за счет изменения мо-
мента инерции (
) согласно формуле
будет увеличиваться и момент импульса.
Следовательно движение тела по прямой вдоль ра-
диуса (см. рис.) может быть осуществлено только,
если какая-то сила создает момент сил, изменяющий
момент импульса. Такой силой может быть реак- Рис. 22 Движение ция «заборчика» поставленного слева от траектории
в НеИСО этого тела. Он будет подталкивать движущееся тело
и увеличивать его момент импульса. Но с точки зрения наблюдателя в НеИСО тело движется по прямой и действие заборчика перпендикулярно траектории должно быть уравновешено другой силой, которая направлена тоже перпендикулярно, но в противоположном направлении. Эта сила и называется силой Кориолиса.
Для того, чтобы определить, чему равняется сила Кориолиса рассмотрим другой случай. Предположим, в НеИСО, вращающейся с угловой
скоростью ω, двигается тело по круговой траектории со скоростью 
(относительно диска). В ИСО скорость
этого тела будет равна сумме относительной скорости
и скорости вращения вместе с НеИСО:
.
Сила, обеспечивающая такое движение по окружности, должна равняться произведению массы на нормальное (центростремительное) ускорение:
Рис.23. Сила
Кориолиса
С точки зрения наблюдателя в НеИСО Тело движется по окружности со скоростью 
и его нормальное ускорение равно 
. Тогда второй закон Ньютона в НеИСО имеет вид:
.
То есть в этом случае мы должны учитывать две силы инерции (второе и третье слагаемое). Второе слагаемое - это центробежная сила, а третье сила Кориолиса. Совпадение знаков у этих двух слагаемых говорит о том, что в данном случае направления этих сил совпадают.
В общем случае направление силы Кориолиса зависит от направления вращения НеИСО и направления скорости тела, движущегося в этой системе отсчета. Поэтому сила Кориолиса записывается с помощью операции векторного умножения:
.
Соответственно модуль силы Кориолиса равен:
,
где α – угол между векторами 
и 
.
