Wie das Gyroskop funktioniert: die Essenz, das Funktionsprinzip, wo es angewendet wird. Wie das Gyroskop funktioniert: die Essenz, das Funktionsprinzip, bei dem das Homemade-Gyroskop verwendet wird

Ein mechanischer Kreisel ist kein so kompliziertes Gerät, aber seine Arbeit ist ein schöner Anblick. Wissenschaftler untersuchen seine Eigenschaften seit mehr als zweihundert Jahren. Man könnte meinen, dass alles untersucht wurde, denn es ist längst gefunden und praktischer Nutzen und das Thema sollte geschlossen werden.

Aber es gibt begeisterte Leute, die nicht müde werden zu behaupten, dass sich beim Betrieb des Gyroskops sein Gewicht ändert, wenn es sich in die eine oder andere Richtung oder in eine bestimmte Ebene dreht. Darüber hinaus klingen solche Schlussfolgerungen so, als ob das Gyroskop die Schwerkraft überwinde. Oder es bildet eine sogenannte Gravitationsschattenzone. Und schließlich gibt es Leute, die sagen, dass dieses Gerät ein negatives Gewicht annimmt und von der Erde wegfliegt, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Gyroskops auf einen bestimmten kritischen Wert überschritten wird.

Womit haben wir es zu tun? Die Möglichkeit eines zivilisatorischen Durchbruchs oder ein pseudowissenschaftlicher Wahn?

Theoretisch ist eine Gewichtsänderung möglich, jedoch bei so hohen Geschwindigkeiten, dass sie unter normalen Bedingungen nicht experimentell nachgewiesen werden kann. Aber es gibt Leute, die behaupten, die Überwindung der Schwerkraft bei einer Rotationsgeschwindigkeit von nur wenigen tausend Minuten gesehen zu haben. Dieses Experiment ist der Überprüfung dieser Hypothese gewidmet.

Eigenschaften des einfachsten hausgemachten Gyroskops.

Nicht jeder kann nach Möglichkeit ein Gyroskop zusammenbauen. Automatische Walze, die von einem Gyroskop mit einem Gewicht von mehr als 1 kg montiert wird. Maximale Geschwindigkeit Umdrehung von 5000 Umdrehungen. Wenn der Effekt der Gewichtsänderung tatsächlich vorhanden ist, wird er auf der Balkenwaage sichtbar. Ihre Genauigkeit liegt unter Berücksichtigung der Reibung in den Scharnieren innerhalb von 1 Gramm.

Fangen wir an zu experimentieren.

Drehen Sie zuerst das ausbalancierte Gyroskop in der horizontalen Ebene im Uhrzeigersinn. Ein rotierendes Schwungrad wird nie vollständig ausgewuchtet, da es nicht perfekt ausgewuchtet werden kann. Ja und nein Lager sind perfekt.

Woher kommen die axialen und radialen Schwingungen, die auf den Waagebalken übertragen werden? Als Folge davon kann es zu einer scheinbaren Gewichtszunahme oder -abnahme kommen? Versuchen wir, das Schwungrad in die andere Richtung zu drehen, um die Theorie zu testen, dass die Drehrichtung spielt die Hauptrolle bei einer Gravitationsfinsternis. Aber es sieht so aus, als würde das Wunder nie passieren.

Was passiert, wenn Sie auflegen und das Gyroskop eindrehen? vertikale Ebene? Aber auch in diesem Fall ändert sich nichts an der Waage.

Erzwungene Präzession.

Vielleicht wurde Ihnen in der Schule oder im Institut eine solche Installation gezeigt, um die erzwungene Präzession zu demonstrieren. Wenn Sie das Gyroskop beispielsweise in einer vertikalen Ebene im Uhrzeigersinn drehen und dann wieder im Uhrzeigersinn drehen, wenn Sie von oben sehen, jedoch bereits in einer horizontalen Ebene, dann scheint es abzuheben. So reagiert er auf äußere Einflüsse und versucht, die Achse und die Richtung seiner Rotation mit der Achse und der Rotationsrichtung in der neuen Ebene zu kombinieren.

Manche Leute, die plötzlich auf dieses Thema gekommen sind, haben ein falsches Verständnis dieses Prozesses. Mm es scheint, dass ein mechanischer Kreisel abheben kann, wenn er gezwungen wird, ihn in der zweiten Ebene zu drehen, und so soll angeblich ein innovativer Motor geschaffen werden. Gleichzeitig hebt sich hier das Gyroskop nur, weil es vom rotierenden Ständer abgestoßen wird, und es wird wiederum vom Tisch abgestoßen. In der Schwerelosigkeit ist der Gesamtimpuls einer solchen Konstruktion gleich Null.

Hausgemachtes Gyroskop

Gyroskop(aus dem Altgriechischen yupo "Kreisrotation" und okopew "Blick") - ein schnell rotierender starrer Körper, die Grundlage eines gleichnamigen Geräts, der die Änderung der Orientierungswinkel eines damit verbundenen Körpers relativ zu einem messen kann Trägheitskoordinatensystem, normalerweise basierend auf dem Gesetz der Erhaltung des Rotationsmoments (Drehimpuls).

Der Name "Gyroskop" und eine funktionierende Version dieses Geräts wurden 1852 vom französischen Wissenschaftler Jean Foucault erfunden.

Unter mechanische Kreisel sticht heraus Kreisel- ein schnell rotierender Festkörper, dessen Rotationsachse in der Lage ist, ihre Orientierung im Raum zu ändern. In diesem Fall übersteigt die Rotationsgeschwindigkeit des Gyroskops die Rotationsgeschwindigkeit seiner Rotationsachse erheblich. Die Haupteigenschaft eines solchen Gyroskops ist die Fähigkeit, eine konstante Richtung der Drehachse im Raum beizubehalten, wenn keine Momente äußerer Kräfte darauf einwirken.

Um ein Gyroskop zu erstellen, benötigen wir:

1. Ein Stück Laminat;
2. Unten 2 Stk. aus einer Blechdose;
3. Stahlstock;
4. Plastilin;
5. Nüsse und / oder Platinen;
6. Zwei Schrauben;
7. Draht (dickes Kupfer);
8. Poxipol (oder ein anderer verfestigender Kleber);
9. Isolierband;
10. Threads (zum Starten und etwas anderes);
11. Sowie ein Werkzeug: Säge, Schraubendreher, Kern usw.

Die allgemeine Idee ist klar, wie in der Abbildung gezeigt:

Einstieg:

1) Wir nehmen das Laminat und schneiden daraus einen 8-seitigen Rahmen (auf dem Foto ist es 6-seitig). Als nächstes bohren wir 4 Löcher hinein: 2 (an den Enden) vorne entlang, 2 quer (das gleiche an den Enden), siehe Foto. Nun biegen wir den Draht zu einem Ring (der Drahtdurchmesser entspricht ungefähr dem Rahmendurchmesser). Nehmen Sie 2 Schrauben (Bolzen) und stanzen Sie diese entlang der Nut an den Enden mit einer Ahle oder einem Kern (im schlimmsten Fall können Sie mit einem Bohrer bohren).

2) Es ist notwendig, das Hauptteil - den Rotor - zusammenzubauen. Nehmen Sie dazu 2 Böden aus einer Blechdose und bohren Sie in der Mitte ein Loch hinein. Das Loch mit dem Durchmesser sollte dem Achsstab entsprechen (den wir dort einfügen werden). Um eine Achsstange herzustellen, nehmen Sie einen Nagel oder eine lange Schraube und schneiden Sie sie auf Länge, die Enden müssen geschärft werden. Zur besseren Zentrierung den Stab in den Bohrer einführen und wie an einer Maschine mit einer Feile oder einem Schärfstein von 2 Seiten schärfen. Es wäre auch schön, eine Nut für das Gewinde zu machen. Auf eine der Scheiben schmieren wir Plastilin und stopfen Nüsse und Platinen hinein (wer einen Stahlring hat, ist noch besser). Jetzt verbinden wir beide Scheiben (wie ein Sandwich) und stecken sie mit der Achsstange durch die Löcher. Wir schmieren das Ganze mit Poxipol (oder einem anderen Kleber), setzen unseren Rotor in den Bohrer ein und während das Poxipol erstarrt, zentrieren wir die Scheibe (dies ist der wichtigste Teil der Arbeit). Die Balance muss perfekt sein.

3) Beim Zusammenbau gemäß dem Bild sollte der Rotor-Leerweg nach oben und unten minimal sein (fühlbar, aber leicht).

Mechanisch Gyroskope sind anders. Besonders interessant ist das Rotationsgyroskop. Sein Wesen liegt darin, dass ein um seine Achse rotierender Körper relativ stabil im Raum ist, obwohl er selbst die Richtung der Achse ändern kann. Die Rotationsgeschwindigkeit der Achse ist deutlich geringer als die Rotationsgeschwindigkeit der Kanten des Kreisels. Das Drehen eines Gyroskops ist wie das Bewegen eines Wirbels auf dem Boden. Der Unterschied zwischen einem Wirbel und einem Kreisel besteht darin, dass der Kreisel frei im Raum ist, und der Kreisel dreht sich an streng festgelegten Punkten, die sich in der äußeren Stange befinden, und hat einen Schutz, damit er sich beim Fallen weiterdreht.

Du wirst brauchen

- zwei Deckel aus Dosen
- ein Stück Laminat
- Isolierband
- Muttern 6 Stk.
- Stahlachse oder Nagel
- Plastilin
- Kleber
- 2 Schrauben
- dicker Draht
- bohren, feilen

Anweisungen

Mit diesen Teilen in der Hand können wir mit der Montage des Rotors beginnen. Genau in die Mitte der Deckel der Dosen stanzen wir Löcher, vorzugsweise mit dem gleichen Nagel, aus dem wir die Rotorachse herstellen werden. Dann befestigen wir mit Plastilin die Muttern am Deckel, Sie können mehr als sechs anbringen, das Gewicht entlang der Kante des Rotors verlängert die Rotationszeit.
Als nächstes machen wir eine Achse. Dazu befestigen wir die Bohrmaschine in einem Schraubstock, ziehen den Nagel ohne Kappe fest und schärfen ihn mit einer Feile. Dadurch wird das Schärfen der Achse so nah wie möglich an der Mitte der Achse gehalten. Es ist notwendig, auf beiden Seiten zu schärfen.
Ohne die geschärfte Achse vom Bohrer zu entfernen, machen wir eine Nut für das Gewinde, die den Rotor startet. Wir befestigen eine Abdeckung mit Muttern mit Klebstoff an der Achse, verwenden jedoch keine, die zu schnell aushärtet. Poxipol funktioniert gut. Bestreichen Sie die Nüsse mit dem gleichen Kleber.
Das Wichtigste ist jetzt das Ausbalancieren. Während der Kleber trocknet, müssen Sie die Gewichte perfekt um den Rand des Deckels legen. Wir schalten den Bohrer (vertikal) ein, wenn der rotierende Rotor in eine Richtung schlägt, ist etwas Gewicht nicht richtig positioniert. Korrigieren, nochmal versuchen. Die Muttern von oben schmieren und mit dem zweiten Deckel abdecken. Kleben Sie Isolierband auf die Kanten des Rotors. Trocken. Der Rotor selbst ist fertig!
Wir nehmen zwei längere Schrauben, befestigen sie in einem Schraubstock und stanzen Aussparungen darin, in denen der Rotor befestigt wird. Jetzt müssen Sie sich einen äußeren Rahmen einfallen lassen. Schneiden Sie einen Kreis aus dem Laminat. Es ist besser, es im Voraus mit einem Kompass zu zeichnen. Zeichnen Sie sofort vertikale und horizontale Linien in einem 90-Grad-Winkel. Schneiden Sie innen einen kleineren Kreis aus, aber so, dass der Rotor dort passt. Entlang der horizontalen Linien machen wir Löcher für die gegenüberliegenden Schrauben. Wir schrauben die Schrauben ein. Wir platzieren die Achse unseres Gyroskops dazwischen. In diesem Fall dürfen Sie nicht zu fest anziehen, da sonst die Rotationsgeschwindigkeit durch Reibung erlischt und nichts funktioniert. Lassen Sie etwa 1 mm Federweg, damit das Gyroskop nicht aus den Bolzen fällt. Wir kleben die Schrauben an die Stange, damit sie nicht durch Vibrationen vom Rahmen abgeschraubt werden.
Es bleibt nur, Schutz zu schaffen. Wir nehmen einen dicken Draht und biegen ihn zu einem Ring. An der Stelle der markierten horizontalen Linie befestigen wir diese an unserem Produkt. Das Gyroskop ist fertig. Wir wickeln den Faden auf die Achse und prüfen durch kräftiges Ziehen die Leistung.

Unter mechanischen Gyroskopen, Rotorkreisel - ein schnell rotierender Festkörper, deren Drehachse in der Lage ist, ihre Orientierung im Raum zu ändern. In diesem Fall ist die Geschwindigkeit
Die Drehung des Gyroskops überschreitet die Rotationsgeschwindigkeit der Achse seiner . erheblich
Drehung. Die Haupteigenschaft eines solchen Gyroskops ist die Fähigkeit, in
Raum unveränderte Richtung der Drehachse in Abwesenheit von
die Einwirkung von Momenten äußerer Kräfte darauf.

Sehen Sie sich dieses Video unbedingt an.
Dies ist ein im Laden gekauftes Gyroskop:

Ja, aus dem Müll)) wir brauchen 1 Stück Laminat
Balkon), 2.Boden und Deckel einer Blechdose (Bohnen gegessen - erhalten
Glas) 3.Stahlstab (der schwierigste Teil ist auf der Straße zu finden)
4. Plastilin (von meiner Schwester gestohlen) 5. Nüsse und / oder Platinen 6. Zwei
Schraube, Körner (ein spitzes Stück am Ende, es geht ab und eine Ahle, alles ist beim Großvater)
6.Draht (dickes Kupfer, Großvater hatte Nashol)) 7.Poxipol (oder andere Verfestigung)
Kleber, habe ich von meinem Großvater genommen)) 8.Isolierband (ebd.)) 9. Fäden (zum Starten und sowas
auch bei meiner Großmutter)) sowie eine Säge, einen Schraubendreher usw.
die allgemeine Idee ist hier klar

dann schneiden wir aus dem Laminat einen Rahmen aus und biegen den Draht zu einem Ring, ebenfalls in
Schrauben müssen mit einer Ahle entlang der Nut gestochen werden (habe ich nicht nochmal gemacht, ich hab nur
habe mein Gyroskop zerlegt und ein Bild von den Teilen gemacht ...))

dann montieren wir den Hauptteil-Rotor (oder irgendwie anders)) nehmen den Boden und
den Hals (sie sind gleich) wir machen ein Loch in sie (in der Mitte !!) das Loch sollte
dick wie ein Eisenstab sein. Eisenstange ablängen, die Enden
Zur besseren Zentrierung die Stange in den Bohrer einführen und wie auf
schärfen Sie die Maschine mit einer Feile auf 2 Seiten, Sie müssen auch eine Nut für
Fabrik mit Faden (auf dem Foto finden Sie es)) auf einer der Scheiben werden wir Plastilin schmieren, und
wir stopfen Nüsse und Platinen hinein (wer hat endlich einen Stahlring
wunderschön) dann beide Scheiben (Sandwich) verbinden und durch die Löcher stecken
Das Ganze mit Poxipol schmieren, (Koffer)) in den Bohrer stecken und vorerst
poxipol friert ein, wir werden die Scheibe zentrieren (um nicht zu treffen) das ist das Wichtigste
Teil des Jobs, die Balance muss stimmen.

Dieses hausgemachte Produkt wird vor allem für kleine Kinder interessant sein. Vor allem, wenn man es zusammenfügt. Im Allgemeinen ist die Herstellung eines Kreisels aus improvisierten Mitteln toller Weg Viel Spaß und sinnvolle Freizeitgestaltung. Trotz der visuellen Komplexität der gesamten Struktur ist die Herstellung sehr einfach, da ein Gyroskop tatsächlich ein gewöhnlicher Kreisel ist, nur mit einem "Geheimnis".

Aber auch das Funktionsprinzip des Gyroskops selbst ist recht einfach: Das Schwungrad dreht sich im Uhrzeigersinn um seine Achse, die wiederum zum Ring konjugiert ist und Drehbewegungen in der horizontalen Ebene ausführt. Dieser Ring ist starr in einem anderen Ring befestigt, der sich um eine dritte Achse dreht. Das ist das ganze Geheimnis.

Herstellungsprozess des rotierenden mechanischen Gyroskops

Von Kunststoffrohr Schneiden Sie zwei gleich breite Ringe ab. Sie benötigen auch ein Lager, das mit Sekundenkleber verschüttet werden muss, damit es sich nicht dreht. Wir drücken eine hölzerne "Tablette" in den Innenring, in die Sie in der Mitte ein Loch für einen Metallstab mit spitzen Enden bohren müssen.

An einem Ende der Stange stecken wir ein Stück Plastikschlauch (kann ausgeliehen werden bei Kugelschreiber). In einen Kunststoffring bohren wir zwei Löcher für die Stange und verbinden sie mit Metallrohren größeren Durchmessers mit der rotierenden Lagerachse (Sie können Abschnitte einer Teleskopantenne verwenden).