Хаягдал материалаас механик эргэлтэт гироскоп. Гироскоп хэрхэн ажилладаг вэ: мөн чанар, үйл ажиллагааны зарчим, өөрөө хийдэг электрон гироскопыг хаана ашигладаг вэ

Нэг удаа би хоёр найз, эсвэл найз охидын яриаг хараад:

Х: Өө, чи мэднэ дээ, би шинэ ухаалаг утастай, бүр гироскоптой

Б: Аан тийм, би ч бас өөрөө татсан, гироскопоо нэг сар тавилаа

Л: Аан, чи гироскоп гэдэгт итгэлтэй байна уу?

Б: Тийм ээ, бүх ордны гироскоп.

Дэлхий дээр ийм яриа хэлцлийг арай бага болгохын тулд бид гироскоп гэж юу болох, хэрхэн ажилладаг талаар суралцахыг санал болгож байна.

Гироскоп: түүх, тодорхойлолт

Гироскоп нь эргэлтийн чөлөөт тэнхлэгтэй бөгөөд суурилуулсан биеийн чиглэлийн өнцгийн өөрчлөлтөд хариу үйлдэл үзүүлэх чадвартай төхөөрөмж юм. Эргэх үед гироскоп нь байрлалаа өөрчлөгдөөгүй хэвээр хадгалдаг.

Энэ үг өөрөө грек хэлнээс гаралтай gyreuo- эргүүлэх ба скопео- ажиглах, ажиглах. Гироскоп гэдэг нэр томъёог анх нэвтрүүлсэн Жан Фуко 1852 онд, гэхдээ төхөөрөмжийг өмнө нь зохион бүтээсэн. Үүнийг Германы одон орон судлаач хийсэн Иоганн Боненбергер 1817 онд.

-тай эргэлдэж байна өндөр давтамжхатуу бодис. Гироскопын эргэлтийн тэнхлэг нь орон зайд чиглэлээ өөрчилж чаддаг. Эргэдэг их бууны сум, онгоцны сэнс, турбин роторууд нь гироскопийн шинж чанартай байдаг.

Гироскопын хамгийн энгийн жишээ бол ээрэх топэсвэл бидний сайн мэдэх хүүхдийн тоглоомын эргүүлэг. Зарим гадны хүч ба эдгээр хүчний моментууд гироскоп дээр үйлчлэхгүй бол орон зайд байр сууриа хадгалдаг тодорхой тэнхлэгийг тойрон эргэдэг бие. Үүний зэрэгцээ гироскоп нь тогтвортой бөгөөд гадны хүчний нөлөөллийг тэсвэрлэх чадвартай бөгөөд энэ нь түүний эргэлтийн хурдаар тодорхойлогддог.

Жишээлбэл, хэрэв бид эргүүлгийг хурдан эргүүлж, дараа нь түлхэж байвал энэ нь унахгүй, харин эргэсээр байх болно. Дээд талын хурд нь тодорхой утга хүртэл буурах үед прецесс эхэлнэ - эргэлтийн тэнхлэг нь конусыг дүрсэлж, оройн импульсийн момент нь орон зайд чиглэлээ өөрчлөх үзэгдэл юм.

Гироскопийн төрлүүд

Гироскопийн олон төрөл байдаг: хоёрболон гурван градус(чөлөөний зэрэг эсвэл эргэлтийн боломжит тэнхлэгээр тусгаарлах), механик, лазерболон оптикгироскопууд (үйл ажиллагааны зарчмын дагуу тусгаарлах).

Хамгийн нийтлэг жишээг авч үзье - механик эргэлтэт гироскоп ... Үнэн хэрэгтээ энэ нь босоо тэнхлэгийн эргэн тойронд эргэлддэг дээд хэсэг бөгөөд энэ нь хэвтээ тэнхлэгийг тойрон эргэлддэг бөгөөд эргээд гурав дахь тэнхлэгийг тойрон эргэлддэг өөр хүрээнд бэхлэгдсэн байдаг. Бид оройг хэрхэн эргүүлэх нь хамаагүй, энэ нь үргэлж босоо байрлалтай байх болно.

Гироскопын хэрэглээ

Тэдний шинж чанараас шалтгаалан гироскопыг өргөн ашигладаг. Эдгээрийг сансрын хөлгийн тогтворжуулах систем, усан онгоц, нисэх онгоцны навигацийн системд ашигладаг хөдөлгөөнт төхөөрөмжүүдболон тоглоомын консолууд, түүнчлэн симуляторууд.

Ийм төхөөрөмж орчин үеийн загварт хэрхэн тохирохыг сонирхож байна гар утастэгээд яагаад тэнд хэрэгтэй байна вэ? Баримт нь гироскоп нь төхөөрөмжийн орон зай дахь байрлалыг тодорхойлж, хазайлтын өнцгийг мэдэхэд тусалдаг. Мэдээжийн хэрэг, утас нь шууд эргэдэг дээд хэсэггүй, гироскоп нь микроэлектроник болон микромеханик бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулсан микроэлектромеханик систем (MEMS) юм.

Практикт хэрхэн ажилладаг вэ? Та дуртай тоглоомоо тоглож байна гэж бодъё. Жишээлбэл, уралдаан. Виртуал машины жолооны хүрдийг эргүүлэхийн тулд та ямар ч товчлуур дарах шаардлагагүй, гартаа байгаа гаджетынхаа байрлалыг өөрчлөхөд л хангалттай.

Таны харж байгаагаар гироскоп бол гайхалтай төхөөрөмж юм ашигтай шинж чанарууд... Хэрэв та гадны хүчний талбарт гироскопын хөдөлгөөнийг тооцоолох асуудлыг шийдэх шаардлагатай бол үүнийг хурдан бөгөөд үр дүнтэй даван туулахад туслах оюутны үйлчилгээний мэргэжилтнүүдтэй холбоо барина уу!

Механик гироскоп нь тийм ч төвөгтэй төхөөрөмж биш боловч түүний ажил нь үнэхээр үзэсгэлэнтэй юм. Эрдэмтэд түүний шинж чанарыг хоёр зуу гаруй жилийн турш судалж байна. Энэ нь эрт дээр үеэс олдсон тул бүх зүйлийг судалж үзсэн гэж бодох болно практик хэрэглээмөн сэдэв хаалттай байх ёстой.

Гэхдээ гироскоп ажиллаж байх үед нэг чиглэлд эсвэл тодорхой хавтгайд эргэх үед жин нь өөрчлөгддөг гэж хэлэхээс залхдаггүй урам зоригтой хүмүүс байдаг. Түүгээр ч барахгүй ийм дүгнэлтүүд нь гироскоп таталцлыг даван туулж байгаа мэт сонсогддог. Эсвэл таталцлын сүүдрийн бүс гэж нэрлэгддэг бүсийг үүсгэдэг. Эцэст нь хэлэхэд, гироскопын эргэлтийн хурд тодорхой эгзэгтэй утгаас хэтэрсэн тохиолдолд энэ төхөөрөмж сөрөг жинтэй болж, дэлхийгээс нисч эхэлдэг гэж хэлдэг хүмүүс байдаг.

Бид юутай харьцаж байна вэ? Соёл иргэншилд нээлт хийх боломж уу эсвэл псевдо-шинжлэх ухааны төөрөгдөл үү?

Онолын хувьд жинг өөрчлөх боломжтой боловч ийм өндөр хурдтай үед үүнийг хэвийн нөхцөлд туршилтаар баталгаажуулах боломжгүй юм. Харин таталцлын хүчийг хэдхэн мянган минутын эргэлтийн хурдаар даван туулахыг харсан гэж хэлэх хүмүүс байдаг. Энэхүү туршилт нь энэхүү таамаглалыг шалгахад зориулагдсан болно.

Хамгийн энгийн гар хийцийн гироскопийн шинж чанарууд.

Боломжтой бол хүн бүр гироскоп угсарч чаддаггүй. Авто роллерыг 1 кг-аас дээш жинтэй гироскопоор угсардаг. Хамгийн дээд хурд 5000 эргэлтийн эргэлт. Хэрэв жингийн өөрчлөлтийн нөлөө үнэхээр байгаа бол энэ нь цацрагийн тэнцвэрт байдалд мэдэгдэхүйц байх болно. Нугасны үрэлтийг харгалзан тэдгээрийн нарийвчлал нь 1 грамм дотор байна.

Туршилт хийж эхэлцгээе.

Эхлээд тэнцвэртэй гироскопыг хэвтээ хавтгайд цагийн зүүний дагуу эргүүлнэ. Эргэдэг нисдэг дугуй нь бүрэн тэнцвэрждэггүй тул хэзээ ч бүрэн тэнцвэрждэггүй. Тийм ээ, ямар ч холхивч төгс байдаггүй.

Тэнцвэрийн цацрагт шилждэг тэнхлэгийн болон радиаль чичиргээ хаанаас гардаг вэ? Юуны үр дүнд жин мэдэгдэхүйц нэмэгдэж эсвэл буурч болох вэ? Эргэлтийн чиглэл тоглож байна гэсэн онолыг шалгахын тулд нисдэг дугуйг нөгөө чиглэлд эргүүлж үзье. гол үүрэгтаталцлын хиртэлтэд. Гэхдээ гайхамшиг хэзээ ч тохиолдохгүй юм шиг байна.

Хэрэв та утсаа таслаад гироскопыг эргүүлвэл юу болох вэ босоо хавтгай? Гэхдээ энэ тохиолдолд ч жингийн өөрчлөлт байхгүй.

Албадан давшилт.

Магадгүй сургууль эсвэл институт дээр албадан давшилтыг харуулахын тулд ийм суурилуулалтыг үзүүлсэн байх. Хэрэв та гироскопыг жишээлбэл босоо хавтгайд цагийн зүүний дагуу эргүүлж, дараа нь дахин цагийн зүүний дагуу эргүүлбэл, хэрэв та дээрээс харвал аль хэдийн хэвтээ хавтгайд байвал энэ нь хөөрч байх шиг байна. Тиймээс тэр хариу үйлдэл үзүүлдэг гадны нөлөөмөн түүний эргэлтийн тэнхлэг ба чиглэлийг шинэ хавтгай дахь эргэлтийн тэнхлэг ба чиглэлтэй хослуулахыг эрмэлздэг.

Энэ сэдвийг гэнэт олж мэдсэн зарим хүмүүс энэ үйл явцын талаар буруу ойлголттой байдаг. Механик гироскопыг хоёр дахь хавтгайд эргүүлэх шаардлагатай бол хөөрөх чадвартай тул шинэлэг хөдөлгүүрийг бий болгох боломжтой юм шиг санагддаг. Үүний зэрэгцээ, гироскоп нь зөвхөн эргэлдэх тавцангаас түлхэгдэж, улмаар ширээнээс түлхэгддэг тул энд босдог. Тэг таталцлын үед ийм барилгын нийт импульс тэгтэй тэнцүү байх болно.

дунд механик гироскопуудялгардаг роторын гироскоп - хурдан эргэдэг хатуу,эргэлтийн тэнхлэг нь орон зай дахь чиглэлээ өөрчлөх чадвартай. Энэ тохиолдолд хурд
Гироскопын эргэлт нь түүний тэнхлэгийн эргэлтийн хурдаас ихээхэн давсан байна
эргэлт. Ийм гироскопын гол шинж чанар нь дотор нь байлгах чадвар юм
байхгүй үед эргэлтийн тэнхлэгийн орон зай өөрчлөгдөөгүй чиглэл
түүнд гадны хүчний моментуудын нөлөөлөл.

Энэ бичлэгийг заавал үзээрэй.
Энэ бол дэлгүүрээс худалдаж авсан гироскоп юм.

Тийм ээ, хогийн савнаас)) бидэнд 1 ширхэг ламинат хэрэгтэй
тагт), 2. лаазны ёроол ба таг (буурцаг идсэн - хүлээн авсан
ваартай) 3.Ган саваа (хамгийн хэцүү хэсэг нь гудамжинд байдаг)
4. Хуванцар (эгчээс хулгайлсан) 5. Самар ба/эсвэл живэгч 6. Хоёр
шураг, голын цоолтуур (төгсгөлд нь хурц үзүүртэй, тайрч унана, бүх зүйл өвөө дээрээ байна)
6.утас (зузаан зэс, өвөө nashol байсан)) 7.Поксипол (эсвэл бусад хатууруулагч)
цавуу, өвөөгөөсөө авсан)) 8. Тусгаарлагч тууз (мөн тэнд.)) 9. Утас (эхлэх болон ямар нэгэн зүйл)
бас эмээгийнд)) түүнчлэн хөрөө, халив гэх мэт.
ерөнхий санаа энд тодорхой байна

Дараа нь бид ламинатаас хүрээ хайчилж, утсыг бөгж болгон нугалав
шураг нь ховилын дагуу цоолбортой байх ёстой (би дахиж хийгээгүй, би зүгээр л
Гироскопоо задалж, хэсгүүдийн зургийг авсан ...))

дараа нь бид үндсэн хэсгийг угсарна-ротор (эсвэл ямар нэгэн байдлаар өөр аргаар)) ёроолыг нь аваад
хүзүү (тэдгээр нь адилхан) бид тэдгээрийн дотор нүх гаргадаг (төв хэсэгт !!) нүх нь байх ёстой.
төмөр саваа шиг зузаан байх Төмөр савааг уртаар нь, үзүүрийг нь хайчилж ав
Төвлөрлийг илүү сайн болгохын тулд савааг өрөмдлөгт хийж, дээр дурдсанчлан хийнэ
машиныг 2 талдаа файлаар хурцалж, та бас ховил хийх хэрэгтэй
утастай үйлдвэр (зураг дээр та үүнийг олох болно)) дискний аль нэг дээр бид хуванцарыг түрхэж, мөн
Бид түүн рүү самар, живэгч дүүргэдэг (эцэст нь ган бөгжтэй хүн
гоёмсог) дараа нь хоёр дискийг (сэндвич) холбож, нүхээр нь нүхлээрэй
Бүх зүйлийг поксиполоор тосолж, өрөмд (хэрэгс) хийнэ, одоохондоо
poxipol хөлддөг, бид дискийг голлох болно (цохихгүйн тулд) энэ нь хамгийн чухал юм
ажлын нэг хэсэг.Тэнцвэр төгс байх ёстой.

Энэхүү гар хийцийн бүтээгдэхүүн нь юуны түрүүнд бага насны хүүхдүүдэд сонирхолтой байх болно. Ялангуяа та үүнийг нийлүүлбэл. Ерөнхийдөө хиймэл аргаар хийсэн эргэдэг гироскоп үйлдвэрлэх явдал юм гайхалтай аргачөлөөт цагаа хөгжилтэй, үр дүнтэй өнгөрүүлээрэй. Бүхэл бүтэн бүтцийн харааны нарийн төвөгтэй байдлыг үл харгалзан үүнийг хийх нь маш энгийн, учир нь үнэндээ гироскоп бол ердийн орой бөгөөд зөвхөн "нууц"-тай байдаг.

Гэсэн хэдий ч гироскопын ажиллах зарчим нь маш энгийн: нисдэг дугуй нь тэнхлэгээ цагийн зүүний дагуу эргэдэг бөгөөд энэ нь эргээд цагирагтай холбогдож, хэвтээ хавтгайд эргэлтийн хөдөлгөөн хийдэг. Энэ цагираг нь гурав дахь тэнхлэгийг тойрон эргэдэг өөр цагирагт хатуу бэхлэгдсэн байна. Энэ бол бүх нууц юм.

Эргэдэг механик гироскоп үйлдвэрлэх үйл явц

-аас хуванцар хоолойижил өргөнтэй хоёр цагиргийг таслав. Мөн ээрэхээс хамгаалахын тулд супер цавуугаар асгах шаардлагатай холхивч хэрэгтэй болно. Бид модон "шахмал" -ыг дотоод цагираг руу дардаг бөгөөд та үзүүртэй үзүүртэй төмөр бариулын төвд нүх өрөмдөх хэрэгтэй.

Бид савааны нэг төгсгөлд хуванцар хоолойн хэсгийг тавьдаг (та үүнийг бал үзэгнээс зээлж болно). Хуванцар цагирагт бид саваа хоёр цооног өрөмдөж, эргэдэг холхивчийн тэнхлэгтэй холбоно, илүү том диаметртэй металл хоолой (та телескоп антенны хэсгүүдийг ашиглаж болно).