Gyroskop: Forskelle mellem versioner

Content deleted Content added
OKBot (diskussion | bidrag)
m robot Tilføjer: ur:گردش نما
m Bot: Adding {{Commonscat|Gyroscopes}}; kosmetiske ændringer
Linje 2:
Et '''gyroskop''' er en [[legeme]], der ved hjælp af [[impulsmoment]]bevarelse, kan bruges til at måle eller bevare orientering.
 
Essensen af legemet er et [[hjul]] der [[rotere]]r om en [[akse]]. Når hjulet roterer vil det modvirke forsøg på at ændre dets orientering. Gyroskopet blev anvendt og navngivet i [[1852]] af [[Jean-Bernard-Léon Foucault]] i forbindelse med et eksperiment som involverede [[jorden]]s [[rotation]], men blev opfundet i [[1817]] af [[Johann Bohnenberger]].
 
== Anvendelser ==
Et gyroskop fremviser flere egenskaber som f.eks. [[præcession]] og [[nutation]]. Gyroskoper kan anvendes i konstruktionen af [[gyrokompas]]ser, der komplementerer eller erstatter magnetiske [[kompas]]ser.
Gyroskoper anvendes i dag til at hjælpe med stabilitet, eksempler på anvendelse er:
Linje 14:
Desuden anvendes gyroskoper i inertielle navigationssystemer som eksempelvis på de tyske [[V2-raket]]ter. Gyroskopiske effekter bliver anvendt i mange forskellige typer [[legetøj]] som f.eks. [[yo-yo]] og [[powerball]]. Andre roterende legemer (f.eks. et svinghjul i en [[motor]], der bruges til oplagring af [[energi]]) har gyroskopiske effekter selvom disse ikke udnyttes.
 
== Egenskaber ==
[[ImageBillede:Gyroscope_with_arrows.png|thumb|320px|right|Et simpelt demonstrationsgyroskop, som [[præcessere]]r. Når [[svinghjul]]et [[rotere]]r hurtigt nok, vil det ikke, som man ellers skulle tro, falde ned, men præcessere langs den med sort angivne bane. Blå pil = L, grøn pil = tyngdekraft, rød pil = drejningsmoment omkring ophængspunktet.]]
 
Den fundamentale ligning som beskriver et gyroskop:
:<math>\mathbf{\tau}={{d \mathbf{L}}\over {dt}}={{d(I\mathbf{\omega})} \over {dt}}=I\mathbf{\alpha}</math>
 
hvor [[vektor (matematik) | vektorvektorerne]]erne <math>\mathbf{\tau}</math> og '''L''' er henholdsvis [[drejningsmoment]]et på gyroskopet og dets impulsmoment. Skalaren ''I'' er dets [[inertimoment]], vektoren '''&omega;ω''' er dets [[vinkelhastighed]] og vektoren ''&alpha;α'' er dets [[vinkelacceleration]].
 
Det følger fra ligningen at ved et drejningsmoment <math>\mathbf{\tau}</math> anvendt [[vinkelret]] på svinghjulets rotationsakse og derfor vinkelret på '''L''', resulterer i en bevægelse vinkelret på både <math>\mathbf{\tau}</math> og '''L'''. Denne bevægelse kaldes ''præcession''. Præcessionens vinkelhastighed &Omega;Ω<sub>P</sub> er (når denne er meget mindre end svinghjulets) givet ved
:<math>\mathbf{\tau}={\Omega}_P \times \mathbf{L}</math>
 
Linje 30:
Gyroskopets moment er givet af flere krafter: Tyngdekraften optræder nedadrettet på apparatets center masse, og en tilsvarende kraft trækker opad for at opretholde en ende af apparatet. Den resulterende bevægelse af dette moment er ikke nedad og får ikke apparatet til at falde, men derimod lodret på både tyngdekraften (nedad) og aksen for rotation (udad fra støttepuntet) fx i en fremad horisontal retning som får gyroskopet til at rotere rundt om støttepunktet.
 
== Gyrokompassers anvendelse ==
Gyrokompasser er nødvendige for at holde orienteringen på fartøjer eller legemer i bevægelse. Herunder:
*[[skib]]e
Linje 38:
*[[fartøj]]er generelt
 
== Se også ==
* [[Fiberoptisk gyroskop]]
* [[Ring laser gyroskop]]
Linje 46:
*[[Gyrokompas]]
 
== Eksterne henvisninger ==
*[http://www.colorado.edu/physics/phys7840/phys7840_fa02/precess/node1.html Gyroskopisk præcession og gravitationsmagnetik (engelsk)]
*[http://www.mariner.connectfree.co.uk/html/gyro.htm Matematikken i gyroskoper (engelsk)]
Linje 52:
*[http://www.schott.com/magazine/english/info95/si095_04_laser.html Præcis måling af jordens rotation (engelsk)]
*[http://www.berkeley.edu/news/media/releases/97legacy/gyroscope.html Ultrafølsomt gyroskop baseret på flydende helium (engelsk)]
{{Commonscat|Gyroscopes}}
 
[[Kategori:Klassisk mekanik]]