Selbstgebautes Gyroskop. Mechanischer Drehkreisel aus improvisierten Materialien. Herstellungsprozess eines rotierenden mechanischen Gyroskops

Selbstgebautes Gyroskop

Gyroskop(von anderen griechischen yupo "kreisförmige Rotation" und okopew "Blick") - ein schnell rotierender fester Körper, die Basis des gleichnamigen Geräts, der in der Lage ist, Änderungen der Ausrichtungswinkel des damit verbundenen Körpers relativ zum Trägheitsmoment zu messen Koordinatensystem, das normalerweise auf dem Erhaltungssatz des Drehmoments (Impuls) basiert.

Der Name "Gyroskop" und die Arbeitsversion dieses Geräts wurden 1852 vom französischen Wissenschaftler Jean Foucault erfunden.

Unter den mechanischen Kreiseln sticht hervor rotierendes Gyroskop - ein schnell rotierender fester Körper, dessen Rotationsachse die Orientierung im Raum ändern kann. In diesem Fall übersteigt die Rotationsgeschwindigkeit des Gyroskops die Rotationsgeschwindigkeit seiner Rotationsachse erheblich. Die Haupteigenschaft eines solchen Gyroskops ist die Fähigkeit, die gleiche Richtung der Rotationsachse im Raum beizubehalten, wenn keine äußeren Kraftmomente darauf einwirken.

Um ein Gyroskop zu bauen, brauchen wir:

1. Ein Stück Laminat;
2. Unten 2 Stck. aus einer Dose;
3. Stahlstab;
4. Plastilin;
5. Muttern und/oder Gewichte;
6. Zwei Schrauben;
7. Draht (Kupfer dick);
8. Poxipol (oder ein anderer aushärtender Klebstoff);
9. Isolierband;
10. Threads (zum Starten und etwas anderem);
11. Sowie ein Werkzeug: eine Säge, ein Schraubendreher, ein Kern, etc...

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

Einstieg:

1) Wir nehmen ein Laminat und schneiden daraus einen 8-Kohle-Rahmen aus (auf dem Foto ist es ein 6-Kohle-Rahmen). Als nächstes bohren wir 4 Löcher hinein: 2 (an den Enden) entlang der Vorderseite, 2 quer (dasselbe an den Enden), siehe Foto. Lassen Sie uns nun den Draht zu einem Ring biegen (der Durchmesser des Drahtes entspricht ungefähr dem Durchmesser des Rahmens). Nehmen wir 2 Schrauben (Bolzen) und schlagen sie mit einer Ahle oder einem Kern durch die Aussparung an den Enden (im schlimmsten Fall können Sie es mit einem Bohrer bohren).

2) Der Hauptteil - der Rotor - muss zusammengebaut werden. Nehmen Sie dazu 2 Böden aus einer Blechdose und machen Sie in der Mitte ein Loch hinein. Das Loch mit einem Durchmesser sollte der Achsstange entsprechen (die wir dort einsetzen werden). Um eine Achsstange herzustellen, nehmen Sie einen Nagel oder einen langen Bolzen und schneiden Sie ihn auf Länge, die Enden müssen geschärft werden. Zur besseren Ausrichtung den Stab in den Bohrer einführen und wie bei einer Werkzeugmaschine mit einer Feile oder einem Wetzstein von 2 Seiten schärfen. Es wäre schön, mit einem Faden eine Nut für die Pflanze darauf zu machen. Lassen Sie uns Plastilin auf eine der Scheiben schmieren und Nüsse und Gewichte hineinstopfen (wer einen Stahlring hat, der ist noch besser). Jetzt verbinden wir beide Scheiben (wie ein Sandwich) und stechen sie mit einem Achsstab durch die Löcher. Wir schmieren das Ganze mit Poxypol (oder einem anderen Kleber), setzen unseren Rotor in den Bohrer ein und während das Poxypol aushärtet, zentrieren wir die Scheibe (das ist der wichtigste Teil der Arbeit). Die Balance muss perfekt sein.

3) Wir sammeln laut Bild, die freie Bewegung des Rotors nach oben und unten sollte minimal sein (es ist zu spüren, aber ein wenig).

Mechanisch Gyroskope sind anders. Von besonderem Interesse ist der Drehkreisel. Sein Wesen liegt darin, dass ein Körper, der sich um seine Achse dreht, im Raum ziemlich stabil ist, obwohl er die Richtung der Achse selbst ändern kann. Die Rotationsgeschwindigkeit der Achse ist deutlich niedriger als die Rotationsgeschwindigkeit der Ränder des Kreisels. Die Drehung des Kreisels ähnelt der Bewegung des Kreisels auf dem Boden. Der Unterschied zwischen dem Kreisel und dem Gyroskop besteht darin, dass der Kreisel frei im Raum ist und sich das Gyroskop an streng festgelegten Punkten dreht, die sich in der äußeren Stange befinden, und einen Schutz hat, um sich weiter zu drehen, wenn es herunterfällt.

Du wirst brauchen

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

Anweisung

Mit diesen Teilen können wir mit der Montage des Rotors beginnen. Wir stanzen Löcher genau in die Mitte der Dosendeckel, vorzugsweise mit demselben Nagel, aus dem wir die Rotorachse herstellen. Als nächstes befestigen wir mit Plastilin die Muttern am Deckel, Sie können mehr als sechs anbringen, das Gewicht am Rand des Rotors erhöht seine Rotationszeit.
Als nächstes machen wir eine Achse. Dazu fixieren wir die elektrische Bohrmaschine in einem Schraubstock, ziehen den Nagel ohne Hut fest und schärfen ihn mit einer Feile. Das Schärfen der Achse wird also so nah wie möglich an der Mitte der Achse liegen. Es muss auf beiden Seiten geschärft werden.
Ohne die geschärfte Achse vom Bohrer zu entfernen, machen wir eine Nut für das Gewinde, das den Rotor laufen lässt. Wir befestigen eine Abdeckung mit Muttern mit Klebstoff an der Achse, verwenden jedoch keine, die zu schnell aushärtet. Gut geeignet "Poxipol". Schmieren Sie die Muttern mit demselben Klebstoff.
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 ein (vertikal). Wenn der rotierende Rotor in eine Richtung schlägt, ist eine Last nicht richtig positioniert. Korrigieren Sie es, versuchen Sie es erneut. Die Muttern oben schmieren und mit einer zweiten Abdeckung abdecken. Wir kleben Isolierband an den Rändern des Rotors. Wir trocknen. Der Rotor selbst ist fertig!
Wir nehmen zwei längere Schrauben, befestigen sie in einem Schraubstock und stanzen Aussparungen hinein, in denen der Rotor befestigt wird. Jetzt müssen wir uns einen äußeren Rahmen ausdenken. Schneiden Sie einen Kreis aus dem Laminat aus. Es ist besser, es im Voraus mit einem Kompass zu zeichnen. Zeichnen Sie sofort eine vertikale und horizontale Linie im 90-Grad-Winkel. Innen schneiden wir einen kleineren Kreis aus, aber so, dass der Rotor dort hineinpasst. Auf den horizontalen Linien machen wir Löcher für die gegenüberliegenden Schrauben. Wir schrauben die Schrauben ein. Dazwischen platzieren wir die Achse unseres Kreisels. In diesem Fall dürfen Sie es nicht zu fest anziehen, da sonst die Reibung die Drehzahl dämpft und nichts funktioniert. Lassen Sie ca. 1 mm Spielraum, damit der Kreisel nicht aus den Bolzen fällt. Wir kleben die Schrauben an die Stange, damit sie durch die Vibration nicht vom Rahmen abgeschraubt werden.
Es bleibt nur noch der Schutz zu installieren. Wir nehmen einen dicken Draht und biegen ihn zu einem Ring. An der Stelle der markierten Waagerechten befestigen wir unser Produkt. Das Gyroskop ist fertig. Wir wickeln den Faden auf die Achse und prüfen die Leistung, indem wir scharf daran ziehen.

Ein mechanisches Gyroskop ist kein so kompliziertes Gerät, während seine Bedienung ein ziemlich schöner Anblick ist. Seine Eigenschaften werden seit mehr als zweihundert Jahren von Wissenschaftlern untersucht. Man könnte meinen, dass alles untersucht wurde, weil es längst gefunden und gefunden wurde praktischer Nutzen und das Thema sollte geschlossen werden.

Aber es gibt begeisterte Leute, die nicht müde werden zu behaupten, dass sich während des Betriebs des Kreisels sein Gewicht ändert, wenn es sich in die eine oder andere Richtung oder in einer bestimmten Ebene dreht. Darüber hinaus klingen solche Schlussfolgerungen so, als ob das Gyroskop die Schwerkraft überwindet. Oder es bildet die sogenannte Gravitationsschattenzone. Und schließlich gibt es Leute, die sagen, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Gyroskops einen bestimmten kritischen Wert überschreitet, erhält dieses Gerät ein negatives Gewicht und beginnt von der Erde wegzufliegen.

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

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

Eigenschaften des einfachsten hausgemachten Gyroskops.

Nicht jeder kann ein Gyroskop zusammenbauen. Auto Roller montierte ein Gyroskop mit einem Gewicht von mehr als 1 kg. Höchstgeschwindigkeit Drehzahl 5000 U/min. Wenn der Effekt der Gewichtsveränderung wirklich vorhanden ist, macht er sich auf der Waage bemerkbar. Ihre Genauigkeit liegt unter Berücksichtigung der Reibung in den Scharnieren innerhalb von 1 g.

Beginnen wir mit dem Experiment.

Drehen Sie zuerst das ausgeglichene Gyroskop in der horizontalen Ebene im Uhrzeigersinn. Ein rotierendes Schwungrad wird niemals vollständig ausgewuchtet sein, da es unmöglich ist, es perfekt auszuwuchten. Und es gibt keine perfekten Lager.

Woher kommen die axialen und radialen Schwingungen, die zum Waagebalken gelangen? Dadurch kann es zu einer imaginären Gewichtszunahme oder -abnahme kommen? Versuchen wir, das Schwungrad in die andere Richtung zu drehen, um die Theorie zu testen, dass es die Drehrichtung ist, die spielt Hauptrolle bei einer Gravitationsfinsternis. Aber es scheint, dass das Wunder nicht geschehen wird.

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

Erzwungene Präzession.

Vielleicht hat man Ihnen in der Schule oder am Institut einen solchen Aufbau gezeigt, um erzwungene Präzession zu demonstrieren. Wenn man den Kreisel zum Beispiel in einer vertikalen Ebene im Uhrzeigersinn abwickelt und dann wieder im Uhrzeigersinn dreht, wenn man von oben schaut, aber schon in einer horizontalen Ebene, dann hebt er gewissermaßen ab. Also reagiert er darauf äußere Einflüsse und versucht, die Achse und Richtung seiner Drehung mit der Achse und Richtung der Drehung in der neuen Ebene in Übereinstimmung zu bringen.

Manche Menschen, die plötzlich auf dieses Thema stoßen, haben ein falsches Verständnis von diesem Prozess. Mm, es scheint, dass ein mechanisches Gyroskop abheben kann, wenn es in der zweiten Ebene gewaltsam gedreht wird, und somit ist es angeblich möglich, einen innovativen Motor zu entwickeln. Gleichzeitig steigt der Kreisel hier nur, weil er vom rotierenden Ständer abgestoßen wird, der wiederum vom Tisch abgestoßen wird. In der Schwerelosigkeit ist der Gesamtimpuls eines solchen Designs Null.