Khác biệt giữa bản sửa đổi của “Con quay hồi chuyển”
Nội dung được xóa Nội dung được thêm vào
Không có tóm lược sửa đổi |
Không có tóm lược sửa đổi |
||
Dòng 6:
Các ứng dụng của con quay như các hệ định vị quán tính nơi mà la bàn từ không thể hoạt động (như trong [[kính thiên văn Hubble]]) hay không đạt đủ độ chính xác (như [[ICBM]]), hay đối với sự ổn định hóa của các thiết bị bay như máy bay trực thăng được điều khiển bằng tính hiệu radia hoặc [[máy bay không người lái]]. Do có độ chính xác cao, con quay cũng được dùng để định hướng trong khai thác mỏ hầm lò.<ref>[http://discovermagazine.com/2009/may/20-things-you-didnt-know-about-tunnels Discover magazine] 20 things you didn't know about tunnels (Number 8).</ref>
==Đặc điểm==
[[Image:Gyroscope operation.gif|thumb|right|A gyroscope in operation with freedom in all three axes. The rot or will maintain its spin axis direction regardless of the orientation of the outer frame.]]
Con quay hồi đặc trưng bởi một số ứng xử như [[tiến động]] và [[chương động]]. Con quay hồi có thể được sử dụng để làm [[la bàn con quay]], loại bổ sung hoặc thay thế la bàn từ (trên tàu, máy bay và phi thuyền không gian), để hỗ trợ tính ổn định ([[kính thiên văn Hubble]], bicycles, motorcycles, and ships) hoặc được sử dụng làm một bộ phận của hệ dẫn đường quán tính. Các hiệu ứng hồi chuyển được sử dụng trong boomerang, yo-yo, và [[PowerBall]]. Một số thiết bị quay khác như [[flywheel]] cũng có cách hoạt động giống con quay hồi, mặc dù hiệu ứng hồi chuyển không được sử dụng.
Phương trình cơ bản miêu tả ứng xử của con quay hồi:
:<math>\boldsymbol\tau={{d \mathbf{L}}\over {dt}}={{d(I\boldsymbol\omega)} \over {dt}}=I\boldsymbol\alpha</math>
với các vec-tơ '''τ''' và '''L''' tương ứng là [[mô men xoắn]] và [[mô men động lượng]], đại lượng vô hướng ''I'' là [[mô men quán tính]], vec-tơ '''ω''' là vận tốc góc, và vec-tơ '''α''' là gia tốc góc.
It follows from this that a torque '''τ''' applied perpendicular to the axis of rotation, and therefore perpendicular to '''L''', results in a rotation about an axis perpendicular to both '''τ''' and '''L'''. This motion is called ''[[precession]]''. The angular velocity of precession '''Ω'''<sub>P</sub> is given by the [[cross product]]:
:<math>\boldsymbol\tau=\boldsymbol\Omega_{\mathrm{P}} \times \mathbf{L}.</math>
[[Image:Gyroscope precession.gif|thumb|Precession on a gyroscope]]
Precession can be demonstrated by placing a spinning gyroscope with its axis horizontal and supported loosely (frictionless toward precession) at one end. Instead of falling, as might be expected, the gyroscope appears to defy gravity by remaining with its axis horizontal, when the other end of the axis is left unsupported and the free end of the axis slowly describes a circle in a horizontal plane, the resulting precession turning. This effect is explained by the above equations. The torque on the gyroscope is supplied by a couple of forces: gravity acting downward on the device's centre of mass, and an equal force acting upward to support one end of the device. The rotation resulting from this torque is not downward, as might be intuitively expected, causing the device to fall, but perpendicular to both the gravitational torque (horizontal and perpendicular to the axis of rotation) and the axis of rotation (horizontal and outwards from the point of support), i.e., about a vertical axis, causing the device to rotate slowly about the supporting point.
Under a constant torque of magnitude ''τ'', the gyroscope's speed of precession ''Ω''<sub>P</sub> is inversely proportional to ''L'', the magnitude of its angular momentum:
:<math>\tau = \mathit{\Omega}_{\mathrm{P}} L \sin\theta,\!</math>
where ''θ'' is the angle between the vectors '''Ω'''<sub>P</sub> and '''L'''. Thus, if the gyroscope's spin slows down (for example, due to friction), its angular momentum decreases and so the rate of precession increases. This continues until the device is unable to rotate fast enough to support its own weight, when it stops precessing and falls off its support, mostly because friction against precession cause another precession that goes to cause the fall.
By convention, these three vectors - torque, spin, and precession - are all oriented with respect to each other according to the [[right-hand rule]].
To easily ascertain the direction of gyro effect, simply remember that a rolling wheel tends, when it leans to the side, to turn in the direction of the lean.
== Tham khảo ==
| |||