Конструкция модели для изучения механического сопромата в гироскопе.

13.03.2016 21:15

    Начнём проектирование с оси гироскопа. Можно использовать велосипедную втулку переднего колеса. Расположим её по оси  Z Декарта. В плоскости XY установим симметрично 8  жёстких спиц, закрепленных на втулке так, чтобы имели возможность наклона из плоскости на примерно 10 градусов к оси гироскопа в обе стороны. Фиксация каждой спицы в плоскости XY осуществляется двумя пружинами между спицей и Z и спицей и (- Z). На конце каждой спицы закрепить кубический груз, возможно пригодится с подпружиненным поворотом вокруг спицы, для более скрупулёзного исследования. При резком кратковременном повороте и возврате невращающейся модели вокруг оси X на спицы, расположенные вдоль Y и  (-Y) будет действовать ускорение, но ввиду кратковременности действия спицы не успеют заметно для глаза отклониться в сторону действия. Но силовое противодействие они окажут больше, чем спицы в диагоналях осей Декарта. К спицам вдоль X и (-X) сил, отклоняющих их из плоскости не будет, но зато возникнет момент инерции вокруг оси спицы. У спиц в диагоналях квадранта такой момент будет меньше. При быстром долговременном повороте гироскопа вокруг любой горизонтальной оси на спицах под 90 градусов к ней возникнут колебания с затухающей амплитудой от максимального отклонения. Это модель нутации. Уточним её при вращающемся гироскопе.  Кстати, самое время раскрутить до примерно 5 оборотов в секунду, чтобы картина была различима без стробоскопа. Тогда воздействуем на юлу моментом длительностью четверть периода собственных колебаний спиц, тогда спица как раз успеет встать на новую плоскость, перпендикулярную оси волчка. Естественно посредством пружины она будет противодействовать моменту действия. Поскольку юла вращается- то при повороте юлы будут противодействовать по мере приближения к радиусам Y и (-Y) все спицы без исключения, что и многократно усиливает свойство любого тела не менять своего положения в пространстве без приложения к ним момента действия. Постулат АТО ОКБорис.  Конечно это свойство усиливает и подпружиненный момент инерции кубических масс грузиков на спицах. Наверное в гораздо меньшей степени, но лучше проверить. То, что унесённые волчком спицы юлы будут поворачивать ось с запаздыванием потенциала пружин -  ежу может и не понятно, но ученики школы 19 усвоят не хуже некоторых профессоров кукольных наук.  А набегающие спицы будут создавать угловое вращение оси в противоположную от вращения юлы сторону. Понятно также и то, что свойства гироскопа зависят не только от математических формул, но и от механических свойств материала, из которого выполнен маховик. Абсолютно жёсткий математический волчок по Абсолютной ТО навряд ли будет обладать свойствами реального механического.