Os giroscópios podem parecer se comportar de uma maneira muito estranha, mas um estudo de sua física subjacente mostra que eles reagem ao mundo externo de maneiras muito lógicas e previsíveis. A chave para entender os giroscópios é entender o conceito de momento angular. Isso é semelhante à sua contraparte linear, mas com algumas diferenças notáveis.

Compreendendo o Momento

O impulso linear é bem compreendido pela maioria das pessoas. Um objeto em movimento tende a continuar a fazê-lo com a mesma direção e velocidade, a menos que seja influenciado por uma força externa. Quando isso acontece, a velocidade ou a direção mudam de maneira intuitiva.

O momento angular é semelhante, mas o vetor que representa sua direção está alinhado com o eixo de rotação. Quando uma força atua em um objeto giratório, ela atua nesse vetor exatamente como faria em um caso linear. A diferença é que a mudança de momento resultante não está na direção da força, mas perpendicularmente a ela e ao vetor momentum.

Construção de giroscópios

Qualquer objeto giratório assumirá características giroscópicas mas o efeito é acentuado se o objeto é feito com mais massa que é mais concentrada do eixo de rotação. Isso dá ao objeto de giro mais momento angular. Os projetos de giroscópio mais eficientes usam uma massa mais pesada e mais concentrada que é balanceada sobre um ponto de pivô de baixa fricção.

Estabilidade

A qualidade primária de um giroscópio é que ela é estável. Uma vez que um gryo é girado, ele tende a permanecer na mesma orientação e qualquer força aplicada para reorientar o eixo de rotação é recebida com uma força resistiva. Isso é conhecido como conservação do momento angular. Assim como um carro em alta velocidade tende a continuar em seu caminho, a menos que uma força esmagadora mude seu ímpeto, um pião tenta continuar girando com seu eixo orientado na mesma direção.

Usa

Os giroscópios são usado extensivamente como instrumentos em dispositivos de referência inercial. Eles podem ser encontrados em aviões, mísseis e satélites. Efeitos giroscópicos também são encontrados em objetos mais comuns. Eles são responsáveis ​​pela estabilidade de uma bicicleta em movimento e um yo-yo giratório.

Precessão

A característica mais original de um giroscópio é a precessão, que dá ao dispositivo sua capacidade aparente de desafiar a gravidade . O movimento que neutraliza qualquer força que tente realinhar o eixo de giro é direcionado para que o giroscópio permaneça na posição vertical. Em vez de cair da força da gravidade, ela se auto-movimenta de lado.