Güroskoop: erinevus redaktsioonide vahel

Eemaldatud sisu Lisatud sisu
Naksitrall (arutelu | kaastöö)
Resümee puudub
Resümee puudub
4. rida:
'''Güroskoop''' on mehaaniline seadeldis, mille abil on võimalik mõõta või hoida ruumilist orientatsiooni. Kiires [[ringliikumine|ringliikumises]] olev ketas või muu jäik keha omab [[impulsimoment]]i, mis mõjub välistele jõududele vastupidises suunas, hoides süsteemi võimalikult muutumatuna. Monteerides seadeldise kardaanliigendile, võib süsteemi keerates täheldada ringliikumises oleva ketta püsimajäämist esialgsele tasandile.
 
Peale mehhaaniliste güroskoopide on muudel tööpõhimõtetel töötavaid güroskoope samuti olemas. Kasutusel on elektroonilisi, mikrokiipseid, fiiberoptilisi ja äärmiselt tundlikke kvantgüroskoope. Güroskoop leiab rakendusi navigeerimisseadmetes, seda eriti töötingimustes, kus traditsioonilised [[magnetkompass]]id ei tööta, näiteks [[kosmos]]es. Samuti saab mehhanismi kasutada, näiteks lendavate objektide stabiliseerimisel, nagu [[raadio]] teel juhitavad [[helikopter]]id või mehitamata lennuaparaadid. Veel kasutatakse güroskoopi tunneli kaevamisel suunahoidjana.
 
Kõige lihtsamateks näideteks on [[vurr]] või [[jalgratas]]. Kui rattur viibib jalgrattaga seisuasendis, on ratta peal püsimine väga raske. Kui aga rattur sõidab, hoiab güroskoopmehhanismist tulev jõud ratast kergemini püsti, ega lase ilma välise tegurita ratturil niisama kukkuda. Vurr seisumomendil taskaalupunkti peal ei seisa, aga kui vurr [[pöörlemine|pöörlema]] panna, hoiab seadeldis end püsti ning kukub alles siis, kui [[hõõrdejõud|hõõrdejõust]] tingitud kiiruse kadu lõpetab güroskoopefektist tulenevad seadeldist üleval hoidvad jõud.
13. rida:
Güroskoobil esineb mitmeid käitumisviise, sealhulgas pretsessioon ja [[Nutatsioon]]. Gürokompassid saavad edukalt asendada magnetkompasse laevadel, lennukites, kosmosejaamades ja sõidukites üleüldiselt, tagamaks stabiilsust (Hubble teleskoop, jalgrattad, mootorrattad ). Samuti saab güroskoope kasutada juhtimissüsteemides.
 
Võrrand, mis kirjeldab güroskoobi käitumist, on järgmine:
 
:<math>\boldsymbol\tau={{d \mathbf{L}}\over {dt}}={{d(I\boldsymbol\omega)} \over {dt}}=I\boldsymbol\alpha</math>
24. rida:
[[Image:Gyroscope precession.gif|thumb|Güroskoobi pretsessioon]]
 
[[Pretsessioon]]i saab kirjeldada, kui asetada pöörlemises olev güroskoop oma tasakaalukeskmele nõnda, et jätta sisse kallakus. Loogikast järeldudes peaks güroskoop nüüd [[gravitatsioon]]ijõu tõttu ümber kukkuma, kuid jääb hoopis maapinnaga risti asetseva kujutletava telje ümber tiirlema. Seejuures joonistab ühest otsast maapinnaga ühenduses oleva güroskoobi tiirlev risttelg tasapinnalise ringi ning kogu süsteem joonistab välja [[koonus]]e. Jõumomenti toetavad antud hetkel mitu jõudu, nagu gravitatsioon,gravitatsioonijõud suunaga Maa keskme suunas ning võrdväärne güroskoopefektijõud suunaga üles, toetamaks süsteemi stabiilsust. Pöörlemisest tingitud jõumoment ei ole käesoleval hetkel suunatud alla, nagu võiks intuitiivselt oodata, põhjustades seadeldise kukkumist, vaid on risti nii gravitatsioonilise pöördemomendiga ( mis on horisontaalne ja risti pöörlemisteljega ) ja ühtlasi veel risti pöörlemise teljega.
 
Güroskoobi [[pretsessioon]]i kiirus ΩP on pöördvõrdeline tema impulsimomendiga L
30. rida:
:<math>\tau = \mathit{\Omega}_{\mathrm{P}} L \sin\theta,\!</math>
 
Kus θ on nurk [[vektor]]ite ΩP ja L vahel. Seega, kui güroskoobi pöörlemise [[kiirus]] väheneb ( näiteks pinnasega või õhuga kokkupuutel [[hõõrdumine]] ), siis sellest tingituna väheneb impulsimoment ja seetõttu pretsessioonimäär suureneb. See protsess jätkub, kuni seadeldis ei jõua enam piisava kiirusega pöörelda, et impulsimoment toetaks seadeldise raskust. Kui güroskoop lõpetab pretsesseeringu ja kukub, on see tingitud impulsimomendi jõu vähenemisegavähenemisest, mis ei hoia enam seadeldist üleval. Justkui vurr enneEnne pöörlemise lõppemist võitlebvõib täheldada vurri loperdamisegaloperdamist tasakaalulise pretsessiooni ja impulsimomendi vahel, ent [[hõõrdejõud]] ja [[gravitatsioon]] saavad võitu.
 
Kokkuleppeliselt need kolm vektoritvektorid – [[pöördemoment]], [[spinn]], ehk pöörlemine ja pretsessioon – on kõik teineteisega orienteeritud vastavalt parema käe reegli järgi.
Lihtsustatult võib öelda, et kui güroskoopefekti vaadelda, siis kui liikuv ratas on kallutatud ühes suunas, siis güroskoopefekt paneb ratta suunda muutma kallakusega samas suunas.
 
==Ajalugu==
 
Vanima teadaoleva güroskoobilaadse instrumendi ehitas sakslane [[Johann Bohnenberger]], kes mainis seda aastal 1817., Kutsudeskutsudes seda „Masinaks“,. Seadeldis põhines seadeldis keerleval massiivsel sfääril. Aastal 1832, arendas ameeriklane [[Walter R. Johnson]] välja sarnase seadeldise, mis põhines keerleval kettal. Matemaatikute soovitusel õppeseadeldiseks kasutusele võetud mehhanism paelus [[Léon Foucault]]i. 1852,. aastal kasutas [[Foucault]] kasutas seadeldist [[Maa]] pöörlemise uurimise eksperimentides. Just tema andis seadeldisele oma tänapäevase nime, „näha Maa pöörlemist“ (Kreeka keelest ''skopeein'', näha, ''gyros'', ring või pöörlemine). Maa pöörlemist ümber oma telje oli märgata 8 kuni 10 minuti möödudes,. kuiSelle güroskoopaja justkuisees omagüroskoobi raamidespöörlev algseketas pöörlemisteljeoli suhtesjustkui liikunudoma olipöörlemistelge muutnud, kuigient tegelikultMaa oli güroskoophoopiski omaend endisesmuutumatu asendis,güroskoobi vaidall Maapööranud, olipõhjustades seadeldisenäiliselt allketta ennasttelje pööranudmuutuse.
 
1860. aastatel [[elektrimootor]]ite kasutusele võtuga sai güroskoopi panna pöörlema automaatselt ning ajaliselt nii kauaks kui tarvis. Valmis esimene gürokompassi prototüüp. Esimese funktsionaalse gürokompassi patendeerispatenteeris 1904. aastal saksa leiutaja [[Hermann Anschutz-Kaempfe]]. Ameeriklane [[Elmer Sperry]] tuli välja omapoolse variandiga sama aasta lõpus ning peagi avastasid ka teised rahvused leiutise militaarse kasulikkuse.
 
20. Sajandi algus oli aeg, mil merevägi näitas kõige paremini riigi sõjalist võimsust. Ameeriklaste [[Sperry Gyroscope Company]] kasvass kiirelt ning pakkus lennukitele ning laevadele stabiliseerijaid.
45. rida:
1917. aastal ehitas [[Chandler Company of Indianapolis]] „Chandleri güroskoobi“, see on mänguasi aluse ja tõmmatava nööriga.
 
IITeises Maailmasõjasmaailmasõjas sai güroskoopidest põhilised [[lennuk]]i ja [[õhutõrje]] [[sihik]]ute komponendid.
 
Tänapäeval kasutatakse güroskoope näiteks kaasaskantavates elektroonikaseadmetes nagu Apple’i viimase generatsiooni [[iPad]] ja [[iPhone]]’ides. [[Kiirendusmõõtur]] mõõdab [[kiirenduse]] ulatust ja kestvust ning pöördenurga
52. rida:
==Londoni moment==
 
Londini momendi güroskoop toetub kvantmehaanika fenomenile, milles keerlev [[ülijuht]] tekitab [[magnetväli|magnetvälja]], mille teljed ühilduvad täpselt pöörleva güroskoobi tekitatud vektoritega. Magnetomeeter määrab genereeritud magnetvälja orientatsiooni, mis on kalibreeritud määramaks güroskoobi pöörlemise telge. Sellist tüüpi kvantmehhaanilisekvantmehhaanilisele näituselenähtusele tuginev güroskoop võib olla äärmiselt täpne ning stabiilne. Näiteks need güroskoobid, mida kasutatakse [[Gravity Probe B]] eksperimentides, mõõtesmõõdavad muutusi güroskoobi pöörlemistelje orientatsioonis paremini kui 0,5 milliarcsekundit (1,4×10<sup>-7</sup> kraadi) üle ühe aasta jooksul. SeeSeelline toobpöörlemistelje väljamuutuse täpsuse, misuurimine on täpsuselt samaväärne juuksekarva läbimõõdu vaatlemiselvaatlemisega 32 kilomeetri kauguselt.
 
==Kaasaegsed kasutusviisid==
 
Lisaks sellele, et güroskoope kasutatakse kompasside, lennukites, [[arvutihiir]]tes, [[laev]]ades jne, leiavad need seadeldised kasutamist ka [[olmeelektroonika]]s. Kuna güroskoop võimaldab arvutada [[orientatsioon]]i ja pöörlemist, on disainerid lisanud neid modernsetesse [[tehnoloogia]]tesse. Tehnoloogiate täiustumisel on seadeldise töötäpsus [[3D]] ruumis paranenud, olles efektiivsem endistest üksikutest kiirendusmõõturitest [[nutitelefon]]ides. Tuntud kriitik[[Scott Steinberg]], tuntud kriitik, on öelnud, et uute optiliste güroskoopide lisamine iPhone 4, muudab ja defineerib uuesti suhtumise allalaaditavasse [[tarkvara]]sse.
 
[[Kategooria:Teoreetiline mehaanika]]