ژیروسکوپ چرخشی مکانیکی از مواد ضایعاتی. نحوه کار ژیروسکوپ: ماهیت، اصل کار، جایی که از ژیروسکوپ الکترونیکی خودت استفاده می شود

یک بار مکالمه بین دو دوست یا بهتر است بگوییم دوست دختر را تماشا کردم:

پاسخ: اوه، می دانید، من یک گوشی هوشمند جدید دارم، حتی یک ژیروسکوپ داخلی دارد

ب:آها بله خودم هم دانلود کردم ژیروسکوپ رو یک ماه گذاشتم

ل: اوم، مطمئنی ژیروسکوپ هست؟

ب: بله، ژیروسکوپ برای همه علائم زودیاک.

برای اینکه چنین دیالوگ هایی در دنیا کمی کمتر شود، پیشنهاد می کنیم یاد بگیرید ژیروسکوپ چیست و چگونه کار می کند.

ژیروسکوپ: تاریخ، تعریف

ژیروسکوپ وسیله ای است که دارای محور چرخش آزاد است و قادر است به تغییرات زوایای جهت بدنه ای که روی آن نصب می شود پاسخ دهد. هنگام چرخش، ژیروسکوپ موقعیت خود را بدون تغییر نگه می دارد.

خود این کلمه از یونانی آمده است gyreuo- چرخش و skopeo- تماشا کنید، مشاهده کنید. اصطلاح ژیروسکوپ برای اولین بار معرفی شد ژان فوکودر سال 1852، اما این دستگاه زودتر اختراع شد. این کار توسط یک ستاره شناس آلمانی انجام شد یوهان بوننبرگردر سال 1817

در حال چرخش با فرکانس بالامواد جامد. محور چرخش ژیروسکوپ می تواند جهت خود را در فضا تغییر دهد. گلوله های دوار توپخانه، ملخ هواپیما، روتورهای توربین دارای خواص ژیروسکوپ هستند.

ساده ترین مثال ژیروسکوپ است فرفرهیا گرداب معروف اسباب بازی کودکان. جسمی که حول محور معینی می چرخد ​​که در صورت عدم اعمال نیروها و گشتاورهای خارجی این نیروها بر روی ژیروسکوپ، موقعیت خود را در فضا حفظ می کند. در عین حال، ژیروسکوپ پایدار است و قادر به مقاومت در برابر تأثیر نیروهای خارجی است که تا حد زیادی با سرعت چرخش آن تعیین می شود.

به عنوان مثال، اگر سریع گرداب را بچرخانیم و سپس آن را فشار دهیم، سقوط نمی کند، بلکه به چرخش خود ادامه می دهد. و هنگامی که سرعت بالا به مقدار معینی کاهش می یابد، امتداد شروع می شود - پدیده ای که در آن محور چرخش یک مخروط را توصیف می کند و لحظه تکانه بالا در فضا تغییر جهت می دهد.

انواع ژیروسکوپ

انواع مختلفی از ژیروسکوپ وجود دارد: دوو سه درجه(جداسازی بر اساس درجات آزادی یا محورهای احتمالی چرخش)، مکانیکی, لیزرو نوریژیروسکوپ (جداسازی بر اساس اصل عمل).

بیایید رایج ترین مثال را در نظر بگیریم - مکانیکی ژیروسکوپ چرخشی ... در واقع یک تاپ چرخان حول محور عمودی است که حول یک محور افقی می چرخد ​​و به نوبه خود در قاب دیگری که حول محور سوم می چرخد ​​ثابت می شود. مهم نیست که چگونه قسمت بالایی را بچرخانیم، همیشه در وضعیت عمودی خواهد بود.

کاربرد ژیروسکوپ

ژیروسکوپ ها به دلیل خواصی که دارند بسیار مورد استفاده قرار می گیرند. آنها در سیستم های تثبیت فضاپیما، در سیستم های ناوبری برای کشتی ها و هواپیماها، در دستگاه های تلفن همراهو کنسول های بازی و همچنین شبیه سازها.

علاقه مند به این هستم که چگونه چنین دستگاهی می تواند در یک مدرن قرار گیرد تلفن همراهو چرا آنجا مورد نیاز است؟ واقعیت این است که ژیروسکوپ به تعیین موقعیت دستگاه در فضا و شناخت زاویه انحراف کمک می کند. البته این گوشی دارای قسمت بالایی چرخان مستقیم نیست، ژیروسکوپ یک سیستم میکروالکترومکانیکی (MEMS) است که شامل اجزای میکروالکترونیک و میکرومکانیکی است.

در عمل چگونه کار می کند؟ فرض کنید در حال انجام بازی مورد علاقه خود هستید. مثلا مسابقه. برای چرخاندن فرمان ماشین مجازی نیازی به فشار دادن هیچ دکمه ای نیست، فقط باید موقعیت گجت خود را در دستان خود تغییر دهید.

همانطور که می بینید، ژیروسکوپ ها دستگاه های شگفت انگیزی هستند خواص مفید... اگر نیاز به حل مشکل محاسبه حرکت ژیروسکوپ در زمینه نیروهای خارجی دارید، با متخصصان خدمات دانشجویی تماس بگیرید تا به شما کمک کنند تا سریع و کارآمد با آن کنار بیایید!

ژیروسکوپ مکانیکی آنقدرها هم دستگاه پیچیده ای نیست، اما کار آن منظره بسیار زیبایی است. دانشمندان بیش از دویست سال است که در حال بررسی خواص آن هستند. می توان فکر کرد که همه چیز مورد مطالعه قرار گرفته است، زیرا مدت هاست پیدا شده است و استفاده عملیو تاپیک باید بسته بشه

اما افراد مشتاقی وجود دارند که از این ادعا خسته نمی شوند که وقتی ژیروسکوپ کار می کند، وقتی در یک جهت یا در یک جهت یا در یک صفحه خاص می چرخد، وزن آن تغییر می کند. علاوه بر این، چنین نتیجه گیری هایی به نظر می رسد که گویی ژیروسکوپ بر گرانش غلبه می کند. یا به اصطلاح منطقه سایه گرانشی را تشکیل می دهد. و در نهایت، افرادی هستند که می گویند اگر سرعت چرخش ژیروسکوپ به یک مقدار بحرانی خاص تجاوز کند، این دستگاه وزن منفی پیدا می کند و شروع به پرواز از زمین می کند.

با چی سر و کار داریم؟ امکان پیشرفت در تمدن یا یک توهم شبه علمی؟

از نظر تئوری، تغییر وزن ممکن است، اما در سرعت های بالا که نمی توان آزمایشی آن را در شرایط عادی تایید کرد. اما افرادی هستند که ادعا می کنند غلبه بر گرانش را با سرعت چرخش تنها چند هزار دقیقه دیده اند. این آزمایش به آزمایش این فرضیه اختصاص دارد.

ویژگی های ساده ترین ژیروسکوپ خانگی.

در صورت امکان همه نمی توانند ژیروسکوپ را جمع آوری کنند. غلتک خودکار مونتاژ شده توسط ژیروسکوپ با وزن بیش از 1 کیلوگرم. حداکثر سرعت، بیشینه سرعتچرخش 5000 دور اگر اثر تغییر وزن واقعا وجود داشته باشد، روی تعادل پرتو قابل توجه خواهد بود. دقت آنها با در نظر گرفتن اصطکاک در لولاها در حدود 1 گرم است.

بیایید شروع به آزمایش کنیم.

ابتدا ژیروسکوپ متعادل را در جهت عقربه های ساعت در صفحه افقی بچرخانید. فلایویل چرخان هرگز به طور کامل متعادل نمی شود زیرا نمی تواند کاملاً متعادل باشد. بلبرینگ‌های بله و خیر کامل هستند.

ارتعاش محوری و شعاعی که به تیر تعادل منتقل می شود از کجا می آید؟ چه چیزی می تواند باعث افزایش یا کاهش ظاهری وزن شود؟ بیایید سعی کنیم چرخ طیار را در جهت دیگر بچرخانیم تا این نظریه را آزمایش کنیم که جهت چرخش در حال پخش است. نقش اصلیدر یک گرفت گرانشی اما به نظر می رسد که این معجزه هرگز اتفاق نخواهد افتاد.

اگر تلفن را قطع کنید و ژیروسکوپ را داخل آن بچرخانید چه اتفاقی می‌افتد صفحه عمودی? اما حتی در این مورد نیز هیچ تغییری در ترازو ایجاد نمی شود.

تعدیل اجباری.

شاید در مدرسه یا مؤسسه چنین نصبی به شما نشان داده شده است تا تحرک اجباری را نشان دهید. اگر ژیروسکوپ را مثلاً در یک صفحه عمودی در جهت عقربه های ساعت بچرخانید، و سپس دوباره آن را در جهت عقربه های ساعت بچرخانید، اگر از بالا نگاه کنید، اما در حال حاضر در یک صفحه افقی، به نظر می رسد که بلند می شود. بنابراین او واکنش نشان می دهد تاثیرات خارجیو به دنبال ترکیب محور و جهت چرخش خود با محور و جهت چرخش در صفحه جدید است.

برخی از افرادی که به طور ناگهانی به این موضوع پرداختند، درک اشتباهی از این روند دارند. به نظر می رسد که یک ژیروسکوپ مکانیکی اگر مجبور شود آن را در هواپیمای دوم بچرخاند قادر به بلند شدن است و بنابراین فرضاً می توان یک موتور خلاقانه ایجاد کرد. در همان زمان، ژیروسکوپ در اینجا بالا می رود فقط به این دلیل که از پایه چرخان دفع می شود و به نوبه خود از میز دفع می شود. در گرانش صفر، کل ضربه چنین ساختاری برابر با صفر خواهد بود.

در میان ژیروسکوپ های مکانیکیبرجسته می شود ژیروسکوپ روتور - یک جامد با چرخش سریع،که محور چرخش آن قادر است جهت خود را در فضا تغییر دهد. در این مورد، سرعت
چرخش ژیروسکوپ به طور قابل توجهی از سرعت چرخش محور آن فراتر می رود
چرخش ویژگی اصلی چنین ژیروسکوپی توانایی نگه داشتن در داخل است
فضا بدون تغییر جهت محور چرخش در غیاب
تأثیر لحظات نیروهای خارجی بر روی آن.

این ویدیو را حتما ببینید.
این یک ژیروسکوپ خریداری شده در فروشگاه است:

بله، از سطل زباله)) به 1 قطعه لمینت نیاز داریم
بالکن)، 2. پایین و درب قوطی حلبی (لوبیا خورد - دریافت شد
jar) 3. چوب فولادی (سخت ترین قسمت آن در خیابان پیدا می شود)
4. پلاستیک (از خواهرم دزدیده شده) 5. آجیل و / یا سینک 6. دو
پیچ، پانچ مرکزی (یک تکه تیز در انتها، جدا می شود و یک سوله، همه چیز در دست پدربزرگ است)
6. سیم (مس ضخیم، پدربزرگ ناشول داشت)) 7. پوکسیپول (یا سایر مواد جامد کننده
چسب از داداشم گرفتم)) 8.نوار عایق (همانجا)) 9. نخ (برای شروع و چیزی
همچنین، نزد مادربزرگم)) و همچنین یک اره، یک پیچ گوشتی و غیره.
ایده کلی در اینجا روشن است

سپس یک قاب را از لمینت برش می دهیم و سیم را به صورت حلقه خم می کنیم
پیچ ها را باید در امتداد شیار با شیار سوراخ کرد (من دیگر این کار را انجام ندادم، فقط
ژیروسکوپم را جدا کردم و از قطعات عکس گرفتم...))

سپس قسمت روتور اصلی را مونتاژ می کنیم (یا به نحوی دیگر)) پایین را می گیریم و
گردن (آنها یکسان هستند) در آنها یک سوراخ ایجاد می کنیم (در مرکز !!) سوراخ باید
به ضخامت یک چوب آهنی باشد میله آهنی را به طول و انتهای آن برش دهید
برای بهتر کردن مرکز، میله را داخل مته قرار دهید و مانند قبل
دستگاه را با یک فایل از 2 طرف تیز کنید، همچنین باید یک شیار برای آن ایجاد کنید
کارخانه با نخ (در عکس آن را پیدا خواهید کرد)) روی یکی از دیسک ها ما پلاستیکین را آغشته می کنیم و
مهره ها و سینک ها را در آن فرو می کنیم (که بالاخره یک حلقه فولادی دارد
فوق العاده است) سپس هر دو دیسک (ساندویچ) را به هم وصل کرده و آنها را از سوراخ ها عبور دهید
همه چیز را با پوکسیپول روغن کاری کنید، آن را در مته قرار دهید و فعلا
poxipol یخ می زند، ما دیسک را در مرکز قرار می دهیم (به طوری که ضربه نخورد) این مهمترین است
بخشی از کار. تعادل باید کامل باشد.

این محصول خانگی قبل از هر چیز برای کودکان خردسال جالب خواهد بود. به خصوص اگر آن را کنار هم قرار دهید. به طور کلی ساخت ژیروسکوپ دوار از وسایل بداهه است راه عالیلذت ببرید و اوقات فراغت خود را به طور مفید سپری کنید. با وجود پیچیدگی بصری کل ساختار، ساخت آن بسیار ساده است، زیرا، در واقع، ژیروسکوپ یک صفحه معمولی است، فقط با یک "راز".

با این حال، اصل کار خود ژیروسکوپ نیز بسیار ساده است: چرخ طیار در جهت عقربه های ساعت حول محور خود می چرخد، که به نوبه خود به حلقه متصل می شود و حرکات چرخشی را در صفحه افقی انجام می دهد. این حلقه به طور صلب در حلقه دیگری که حول محور سوم می چرخد ​​ثابت شده است. تمام راز همین است.

فرآیند ساخت ژیروسکوپ مکانیکی چرخشی

از جانب لوله پلاستیکیدو حلقه با عرض یکسان را قطع کنید. شما همچنین به یک بلبرینگ نیاز دارید که برای جلوگیری از چرخش آن باید با سوپرچسب ریخته شود. ما یک "قرص" چوبی را به حلقه داخلی فشار می دهیم، که در آن باید یک سوراخ در مرکز برای یک میله فلزی با انتهای نوک تیز سوراخ کنید.

یک تکه لوله پلاستیکی را در یک سر میله قرار می دهیم (می توانید آن را از یک خودکار قرض بگیرید). در یک حلقه پلاستیکی، دو سوراخ برای میله دریل می کنیم و با استفاده از لوله های فلزی با قطر بزرگتر، با محور یاتاقان چرخان وصل می کنیم (می توانید از بخش هایی از آنتن تلسکوپی استفاده کنید).