Żyroskop

Kręcące się koło rowerowe albo lecący pocisk artyleryjski zachowują swój kierunek ruchu. Szybko obracające się sztywne ciała, których oś obrotu może zmieniać swoją orientację w przestrzeni nazywamy żyroskopami.

Możliwość przybierania przez oś żyroskopu dowolnego położenia w przestrzeni zapewnia mu odpowiednie zamocowanie. Żyroskop ma wtedy 3 stopnie swobody i może wykonywać dowolny obrót wokół środka zawieszenia.


Jeżeli próbujemy zmienić kierunek wirowania żyroskopu, np. dziecięcego bąka, zaczyna się on kołysać dookoła osi obrotu, tzw. precesji. Oś obrotu Ziemi dokonuje precesji w ciągu 25000 lat.


Francuski fizyk J.B. Foucault w 1852 wykorzystał żyroskop dla udowodnienia, że istnieje ruch obrotowy Ziemi wokół jej osi. Żyroskop Foucaulta był umieszczony w zawieszeniu kardanowskim (patrz rysunek) i dlatego mógł obracać się względem wszystkich trzech osi prostopadłych do siebie.


Żyroskopem jest też rozpędzone koło w twoim rowerze. Kiedy próbujesz skręcić kołem w lewo, cały rower przechyla się na bok. Podobnie kręcący się bąk, uderzony w jednym kierunku, zaczyna wykonywać ruch precesyjny - cała oś zatacza powolne kręgi. Oś Ziemi zatacza pełny krąg raz na 25000 lat. Do niedawna żyroskopy, napędzane strumieniem powietrza w podciśnieniu i kręcące się z prędkością 15000-20000 obrotów na minutę, pomagały samolotom w nawigacji.


Nawet w lewitronie ruch żyroskopowy jest niezbędny dla stabilizacji punktu "zawieszenia" w polu magnetycznym.


Kiedy przekręcamy rozpędzone koło do góry nogami, całe krzesło zaczyna się kręcić. Mówimy o zasadzie zachowania momentu pędu.