И. В. Савельев жалпы физика курсы I том Алматы 2004

жүктеу 28,35 Mb.

Pdf просмотр

бет	113/251
Дата	25.05.2022
өлшемі	28,35 Mb.
	#38762

1 ... 109 110 111 112 113 114 115 116 ... 251

§ 44. Гироскоптар
Гироскоп (немесе зырылдауық) деп, симметрия осі-
нен өте зор жылдамдықпен айналатын шомбал симмет-
риялы денені айтады. Симметрия осі гироскоп инерция-
сының бас осьтерінің бірі болып табылады, сондықтан
гироскоп импульсының моменті бағыты бойынша айна-
лу осімен дәл келеді. Гироскоп осінің кеңістіктегі бағы-
тын өзгерту үшін, (37.11) теңдеуіне сәйкес оған сыртқы
күштердің моментімен эсер ету керек. Сонда гироскоп-
тың эффектісі деп аталатын мынадай кұбылыс байқала-
ды: гироскоптың 0 0 осін
O'O'
түзуінен бұрылуына мәж-
бүр етуге тиісті күштің әсері-
мен (119-сурет) гироскоп осі
0 " 0 "
түзуінен бұрылады ( 0 0
осі мен
0 '0 '
түзуі чертеж жа-
зықтығында жатады, ал
0 " 0 "
түзуі мен fi және f2 күштері
осы жазықтыққа перпендику
ляр болады деп ұйғарылады)
Бір
қарағанда
«табиғи
емес» сияқты болып көрінетін
.гироскоптың' өзгерісі айналма-
лы қозғалыс динамикасының
зандарына, яғни сайып кел-
генде, Ньютон заңына толық
сәйкес
келетіндігін
байқау
қиын емес\ Шындығында да, fi
және f2 күш моментері
0 '0 '
тү-
зуінің бойымен бағытталған.
At
уақыты ішінде гироскоп-
тын. импульс моменті AL = MA/ өсімше алады, бұл
өсімшенің бағыты М векторының бағытындай бола
ды. Гироскоптың
At
уақыт өткеннен кейінгі импульс
моменті чертеж жазықтығында жатқан L '= L -fA L қо-
рытқы импульс моментіне тең болады.
L'
векторының
багыты гидроскоптың айналу осінің жаңа бағытымен
дәл келеді. Сонымен, гироскоптың айналу осі
0 " 0 "
тү-
зуінен бұрылады, сонда М және L векторларының ара-
сындағы бұрыш азаяды. Егер гироскопқа бағыты бойын
ша тұрақты сыртқы күштерінің М моментімен үзақ
119-сурет.
169

уақыт эсер етсе, онда гироскоптың осі ең ақырында бы-
лай орнығады: гироскоптың меншікті айналысыныц осі
мен бағыты сыртқы күштердің әсерімен айналатын айна-
лыстың осі мен бағытына дәл келеді (L векторы бағыты
бойынша М векторының бағытымен дәл келеді)
Гироскоптың жоғарыда баяндал-
ған өзгерісі г и р о с к о п т ы қ к о м
п а с (гирокомпас) деп аталатын при-
бордың негізін қалаған. Бұл прибор
осі горизонталь жазықтықта еркін
бұрыла алатын гироскоп болып есеп-
теледі (120-сурет). Жердің бір тәулік-
тегі айналуының салдарынан гироскоп-
тык компас оны жер осінен айналатын
айналысқа еліктіріп әкетуге тырыса-
тын (бұл 119-суреттегі ft және f2 күш-
терінің гироскопты
O'O'
осінен айна
латын айналысқа еліктіріп әкетуге
тырысатыны сияқты) күштердің ықпа-
лында болады. Осының нәтижесінде
гироскоптың осі, гироскоптың L им
пульс моменті векторы мен Ж ердің
ыж
бұрыштық векторының арасындағы бұрыш азаятындай
болып бұрылады. Бұл жағдай L мен юж -ның арасында-
ғы бұрыш минимум мәніне жеткенге, яғни гироскоптың
осі меридиан жазықтыгында орныққанга дейін созыла
береді (мұның жоғарыда қарастырылған жалпы жағдай-
дан айырмашылығы гироскоптың компас осінің бұры-
луынық былай шектелгендігінде: бұл осьтің тек горизон
таль жазықтықта ғана орналасуы мүмкін)
Гироскоптық компастың магниттік тілі бар компас-
тан қолайлы айырмашылығы сол, оның көрсетуіне маг
нитик қисаю (бұрылу1) деп аталатын түзетуді енгізудің
қажеті жоқ, сондай-ақ магнит тілінің маңында орналас-
қан ферромагниттік заттардын (мысалы, кеменің болат
корпусының т. б.) осы тілге тигізетін әсерін теңгеру
үшін шара қолданудың қажеті болмайды. Сондықтан
қазіргі уақытта навигация ісінде көбінесе гирокомпастар
қолданылады.
Гироскоптық күштер.і Гироскоптың осін берілген жаг-
дайга қарай бүруға әрекет жасаган кезде гироскоптык
! Магниттік бұрылу деп магниттік жоне географиялык меридн-
андардын, арасындагы бұрышты айтады.
170
120-сурет.

эффект салдарынан, гироскоптың осі айналып тұратын
тірекке эсер ететін гироскоптық күштер шайда болады,
Мысалы, гироскоптың

жүктеу 28,35 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 109 110 111 112 113 114 115 116 ... 251