34
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2012
Лабораторная установка «Двухстепенной гироскоп» предназначена
для проведения исследований прецессионного движения гироскопа и
измерения гироскопических моментов. Установка представляет собой
модель двухстепенного гироскопа — гиротахометра (рис. 2). Маховику
(
ротору)
1
сообщается собственная угловая скорость
1
.
ω
Маховик,
установленный на оси
AB
,
может вращаться вокруг нее на
шарикоподшипниках, установленных в его корпусе. Ввиду малого
трения в подшипниках маховика и короткого времени эксперимента
можно считать, что
1
const.
=
ω
Ось
AB
установлена в опорах
2
внутренней рамки
9
,
которая, в свою очередь, может поворачиваться
вокруг оси
4
,
закрепленной во внешней рамке
3
.
На рамке
9
жестко
укреплена пружина
8
,
а на рамке
3
установлены упоры
7
.
При повороте
рамки
9
вокруг оси
4
пружина
8
опирается своим плечом на один из
упоров
7
.
Рис. 2. Общий вид установки «Двухстепенной гироскоп» и ее схема
После приведения во вращение маховика рамке
3
посредством
электродвигателя, установленного в корпусе установки, сообщается
постоянная угловая скорость вращения
2
ω
вокруг вертикальной оси
Cz
.
В результате этого появляется гироскопический момент
г
.
L
Рамка
9
поворачивается на небольшой угол, пропорциональный
угловой скорости
2
.
ω
Этому повороту рамки препятствует момент
упругих сил пружин, равный гироскопическому моменту. Поворот
рамки
9
через повышающий зубчатый редуктор
6
передается
потенциометру
5
—
датчику угловой скорости поворота рамки и,
таким образом, определяется угловая скорость
2
.
ω
Данная установка при освобождении одной из опор
2
позволяет
также демонстрировать действие гироскопического момента на гиро-
скоп с тремя степенями свободы, приводящее к его повороту вокруг
второй опоры и подъему в вертикальной плоскости.
Лабораторная установка «Бегуны»
представляет собой модель
мельничных бегунов, шарнирно закрепленных на вертикальной оси,
связанной с приводом вращения, которая приводится во вращение с
помощью электродвигателя (рис. 3). «Бегуны», перекатываясь по
платформе, получают угловую скорость вращения вокруг собствен-