Gyroskooppi

Wikipedia

Naulan päällä pyörivä gyroskooppi

"Temppupyörä"

Gyroskooppi on nopeasti pyörivä pyörä, joka on ripustettu kardaanisen rengassysteemin sisälle. Sen keksi ranskalainen fyysikko nimeltä Léon Foucault 1800-luvun puolessa välissä. Focault kehitti gyroskoopilla keinon todistaa maan pyöriminen. Gyroskooppia käytetään myös laivojen keinumisen vaimentimien ohjaamiseen. Gyroskooppi tunnistaa laivan keinumisen ja ohjaa vakautuseviä niin, että keinuminen vaimeneNopean pyörähdyksensä ja pyörähdysmomentin säilymisen ansioista sen akselin suunta avaruudessa säilyy.

Gyroskooppeja käytetään mm. hyrräkompasseissa ja gyroteodoliiteissa. Inertianavigointilaitteet eivät olisi mahdollisia ilman gyroskooppeja - niiden avulla laite tunnistaa asentonsa.

Nykyisin käytetään myös ns. lasergyroskooppeja eli lasergyroja, joissa laservalo kulkee kahdessa vastakkaisessa suunnassa.

Gyroskoopin toiminta perustuu liikkeen säilymisen lakiin. Massallisten kappaleiden liikenopeuden ja -suunnan muutosta vastustaa massan hitaus. Myös kappaleiden pyörimisliike pyrkii säilymään. Hyrräliikkeestä sekä muista mekaanisen liikkeen ominaisuuksista löytyy lisää tietoa mekaniikan ja dynamiikan oppikirjoista, kyseessä ei ole mikään painovoimaa vastustava ilmiö. Ellei tasapainottelevalla leluhyrrällä olisi tukipistettä, ei se pystyisi estämään itseään kaatumasta.

Kun pyörivää kappaletta (esim. hyrrää) kallistetaan, se kääntyy ympäri akselia, joka on kohtisuorassa kallistusakselia vasten. Nämä kulmat voidaan yhdistää muistisääntöön, jossa nostetaan oikean, nyrkkiin puristetun käden peukalo ylös esittämään hyrrän pyörimisakselia. Kun etusormella osoitetaan eteenpäin ja keskisormella vasemmalle, kuvaa etusormi sitä akselia jonka ympäri hyrrää kääntämällä se kääntyy keskisormen osoittaman akselin ympäri.

Esimerkiksi polku- ja moottoripyörät pysyvät pystyssä pyöriensä hyrräliikkeen avulla. Pyörivä pyörä pyrkii kääntymään kallistuksen suuntaan ja pitämään täten kulkuneuvoa pystyssä.