陀螺仪是什么?

 网站优化    |      2020-06-08

根据《牛津英语词典》,陀螺仪是一种“由一个轮子或圆盘组成的装置,它可以围绕一个轴快速旋转,而轴本身可以自由地改变方向,轴的方向不受安装倾斜的影响。

陀螺仪是如何工作的?

对这种现象的解释很难直观地理解,它们似乎可以对抗重力的能力是角动量的产物,受到圆盘上的扭矩的影响,就像重力一样,产生旋转圆盘或轮子的进动,它是旋转轴。

地球实际上是岁差的一个很好的例子,正如你所知道的,地球的旋转轴实际上与垂线成一个角度,由于它的角度的关系,当旋转轴本身旋转时,它沿着一个圆运动。

正如牛顿第二定律所预测的那样,圆盘或轮子旋转越快,这种效应越强,这对任何一个有基本物理知识的人来说都是显而易见的。它们似乎不受地心引力影响的主要原因是作用在旋转圆盘上的有效力矩对其角动量矢量的影响。

重力对转盘平面的影响使转轴“偏转”,这导致整个旋转轴找到一个“中间地带”之间的影响重力和自己的角动量矢量。现在,请记住,陀螺仪是被某些东西阻止的,比如你的手、框架/框架或桌子,使它不能“下落”到重心。现在,考虑到它正被某种东西阻止“下落”到重心的事实,导致了我们在这些设备中看到的迷人特性。

陀螺仪的应用

陀螺仪有趣的特性为科学家和工程师提供了一些有趣的应用,在现代飞机中,惯性制导系统很好地利用了这些相对简单的装置。他们有一套陀螺仪来监测和控制飞机飞行的方向,旋转陀螺仪被放置在一个特殊的笼子里,保持它们在太空中的方向独立于飞行器。

陀螺仪保持架有电接触和传感器,可以在飞机滚动或倾斜时向飞行员传递信息,这让飞行员和制导系统“知道”飞机当前在空间中的相对方位。

火星探测器也有一套陀螺仪,它们为漫游者提供了稳定性和导航帮助,它们还可以在无人机和直升机上提供稳定性和导航帮助。

尽管陀螺仪的设计很简单,但它们已经成为各种装备的必备部件,从远洋轮船到航天飞机,当然还有直升机。

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