Gyroskop er eit svinghjul som kan rotere om ein akse med stor fart. Gyroskop har eit stort tregleiksmoment om symmetriaksen. Ein vanleg modell av eit gyroskop består av eit svinghjul med rotasjonsakse sett symmetrisk inn i fleire ringar utanpå kvarandre. Dette blir kalla eit kardansk oppheng. Med eit slikt oppheng kan rotasjonsaksen fritt gå i kva retning som helst.
gyroskop
Teoretisk bakgrunn og verkemåte
Dersom gyroskophjulet blir sett i hurtig rotasjon, beheld rotoraksen retninga si i rommet. Dette er eit døme på ei av bevaringslovene i fysikken. Ein seier at spinnet er bevart. Rotoraksen peikar heile tida mot same stad i verdsrommet, uavhengig av jordrotasjonen. Det ser ut som om gyroskopaksen følgjer Sola og gangen til stjernene.
Dersom ein skyver på ein av endane til rotoraksen vinkelrett på akseretninga, vil ikkje aksen følgje skyveretninga, men dreie seg vinkelrett på henne. Dette blir kalla presesjon.
I eit gyroleiketøy kan ein dra i gang rotoren med snortrekk. Dersom ein hengjer den eine akseenden med vassrett akse på toppen av ein pinne, fell ikkje gyroen ned, men roterer i horisontalplanet. Tyngdekrafta dreg loddrett i den frie delen av aksen, medan rørsla blir vinkelrett på loddlinja. Dersom rotasjonsaksen i ein snurrebass dannar ein vinkel med vertikallinja, vil snurrebassen på grunn av tyngdekrafta bevege seg i ein konisk figur om vertikalaksen.
Bruk
Gyroskopet har no ein omfattande bruk i instrument for retningsstabilisering, retningsindikasjon og retningskontroll. Ein skil mellom frie gyroskop, der opphenget er slik at rotoraksen kan innstille seg fritt i alle retningar, og éinaksa gyroskop, der rotoraksen berre har fridom til å bevege seg i eit plan.
Frie gyroskop
Frie gyroskop kan anten vere støtta opp i eitt enkelt punkt, som ein snurrebass, i eit kardangoppheng, som på figuren, eller sveve i ei væske, på ei luftpute eller i eit elektrisk eller magnetisk felt. Rotoren blir vanlegvis driven med ein elektrisk motor. Tidlegare pleidde ein å drive han som ein turbin ved hjelp av trykkluft. Gyroskopet kan hengje i tyngdepunktet (balansert gyroskop), utanfor tyngdepunktet slik at aksen blir halden horisontalt (foucaultgyroskop), eller vertikalt på grunn av tyngdekrafta. Med vertikal akse blir det frie gyroskopet brukt mellom anna som kunstig horisont i fly. Med horisontal akse blir det brukt som retningsindikator (retningsgyro) og gyrokompass. I fly, der gyrokompasset er lite eigna, blir som oftast eit balansert gyroskop brukt som retningsgyro. Dette vil langsamt drive ut av stilling på grunn av friksjonskrefter. Derfor må det justerast etter eit magnetisk kompass med jamne mellomrom. Det kan òg koplast saman med eit magnetisk kompass som automatisk sørgjer for at aksen har rett stilling (gyromagnetkompass).
Éinaksa gyroskop
Éinaksa gyroskop blir særleg brukte for måling av akselerasjon og svingingsfart, for stabiliseringar av plattformer for autopilot i fly og rakettar og for romplattformer. Ved elektroniske instrument blir rørsla av gyroskopet her overført i forhold til opphengingsramma til styreinstrumenta for plattforma, slik at ein straks får kompensert for rørsla. Slike gyroskop kan gjerast så stabile at drifta berre kan målast i gradar per år.
Historie
Den tyske fysikaren Johan Gottlieb Friedrich Bohnenberger konstruerte i 1810 eit rotasjonsapparat som var det første eigentlege gyroskopet. Han brukte ei kule som rotor i eit enkelt kardansk oppheng. I 1836 heldt E. Lang føredrag for Royal Scottish Society of Arts der han påpeika at det måtte vere mogleg å bevise rotasjonen til Jorda om jordaksen med eit gyroskop. Eit slikt forsøk blei utført av Léon Foucault i 1852, visstnok utan at han kjende til Langs idé. Foucault gav instrumentet namnet gyroskop. Med teknikken i dåtida blei gyroskopet ufullkome, og først då ein førte inn ein elektrisk driven rotasjonslekam i gyroskopet, blei det fart i utviklinga.
Les meir i Store norske leksikon
Fagansvarleg for Mekanikk
Kommentarar
Kommentarar til artikkelen blir synleg for alle. Ikkje skriv inn sensitive opplysningar, for eksempel helseopplysningar. Fagansvarleg eller redaktør svarar når dei kan. Det kan ta tid før du får svar.
Du må være logga inn for å kommentere.