Гироскоп: понятие, принципы работы

Термин «гироскоп» и однокоренные ему слова звучат сейчас все чаще. Например, этот прибор есть в квадрокоптере и смартфоне.

Сегодня предлагаем разобраться, что такое гироскоп, каково его устройство и принципы работы.

Гироскоп: история, определение

Это прибор со свободной осью вращения и способный реагировать на изменение углов ориентации тела, на котором он установлен. Гироскоп сохраняет свое положение неизменным даже при вращении.

Прибор основан на законах вращения твердых тел. Его главное свойство — сохранение стабильного положения своей оси. По этому же принципу работают спиннеры, колеса велосипедов, артиллерийские снаряды и даже наша планета.

Самым простым примером гироскопа является юла. Если говорить точнее, то тело, вращающееся вокруг определенной оси, которая сохраняет положение в пространстве, если на него не действуют какие-то внешние силы и моменты этих сил. При этом гироскоп устойчив и способен противостоять внешним воздействиям. И это во многом определяет его скорость вращения.

Виды гироскопов

Существуют различные классификации этих приборов. Например, в зависимости от степени свободы или возможных осей вращения выделяют двух- и трехстепенные гироскопы. По принципу действия они делятся на механические, лазерные и оптические.

Вращающаяся часть гироскопа — ротор. По своей сути это тоже волчок с утолщенными краями. Ротор закреплен в специальный подвес, где рамки вращаются в различных плоскостях. Как бы ни был повернут волчок, он всегда будет находиться в вертикальном положении.

Практическое применение прибора

Гироскоп нашел широкое применение в различных сферах. Его используют в:

• системах стабилизации космических аппаратов,
• навигационных приборах, в игровых приставках,
• спортивных тренажерах,
• мобильных устройствах и т.д.

Спросите, зачем он там нужен? «Фишка» гироскопа в том, что он помогает определить положение устройства в пространстве. Конечно, волчка вы там не найдете. В смартфонах этот прибор представляет собой микроэлектромеханическую систему (МЭМС), содержащую микроэлектронные и микромеханические компоненты.

На практике же это работает следующим образом. Вы играете в любимую игру или используете какое-то приложение, где важен угол наклона устройства. Чтобы повернуть руль виртуальной машины или, например, указать движение какому-то предмету, не надо нажимать кнопки, достаточно просто изменить положение гаджета.

Согласитесь, гироскоп — удивительный предмет, обладающий полезными свойствами. А задачи, в которых нужно рассчитать движение этого прибора в поле внешних сил, будут не менее интересны и увлекательны. Если боитесь, что сами не справитесь с этим вопросом, то специалисты ФениксХелп с готовностью помогут и объяснят все непонятные и сложные моменты.