Güroskoop: erinevus redaktsioonide vahel

Eemaldatud sisu Lisatud sisu
Resümee puudub
Resümee puudub
3. rida:
'''Güroskoop''' on mehaaniline seade, mille abil saab [[impulsimoment]]i arvestades mõõta või säilitada ruumilist orientatsiooni <ref>"[http://demonstrations.wolfram.com/Gyroscope/ Gyroscope]" by Sándor Kabai, [[Wolfram Demonstrations Project]].</ref>. Kiires [[ringliikumine|ringliikumises]] oleval [[ketas|kettal]] või muul [[jäik keha|jäigal kehal]] (rootoril) on [[impulsimoment]], mis mõjub välistele jõududele vastupidises suunas, hoides süsteemi muutumatuna. Kui see seade paigaldada [[kardaanliigend]]ile, võib süsteemi keerates täheldada ringliikumises oleva ketta püsimajäämist esialgsele tasandile.
 
Peale mehaaniliste güroskoopide vurrmehanismide (elektroonilisedelektrilised, pneumaatilised) on muudelgi põhimõtetel töötavaid güroskoope: kiirendusanduritega mikrokiibid, fiiberoptilisi ja äärmiselt tundlikke kvantgüroskoope. Güroskoope kasutatakse navigeerimisseadmetes, seda eriti tingimustes, kus traditsioonilist [[magnetkompass]]i ei saa kasutada, näiteks [[kosmos]]es. Güroskoope kasutatakse laialdaselt lennunduses, näiteks [[raadio]] teel juhitavate mehitamata [[helikopter]]ite ja [[lennuk]]ite autopilootide stabiliseerimisandurina. Veel kasutatakse güroskoopi [[tunnel]]i kaevamisel suunahoidjana.<ref>[http://discovermagazine.com/2009/may/20-things-you-didnt-know-about-tunnels Discover magazine] 20 things you didn't know about tunnels (Number 8).</ref>
 
Kõige lihtsamad näited güroskoobi kohtanäited on [[vurr]] ja kiirelt ringlevpöörlev jalgratta ratas. Mittepöörlev vurr ei püsi püsti, aga kui vurr [[pöörlemine|pöörlema]] panna, hoiab seade end püsti ja kukub alles siis, kui [[hõõrdejõud|hõõrdejõust]] tingitud pöörlemise kiiruse kadu lõpetab [[güroskoopefekt]]ist tulenevad seadet ülevalpüsti hoidvad jõud.
 
==Omadused==
[[Pilt:Gyroscope operation.gif|pisi|Güroskoobi toime põhimõte, kiirelt pöörleva rootori telg säilitab mitmeastmelise kardaanliigendi abil oma asendi kõigi ruumi kolme telje suhtes]]
Güroskoobil on mitu toimeviisi, sealhulgas [[pretsessioon]] ja [[nutatsioon]]. Gürokompassid täiendavad edukalt magnetkompasse [[laev]]adel, [[lennuk]]ites, [[kosmosejaam]]ades ja muudes [[sõiduk]]ites, kus magnetkompass on kõikumise ajal häiritud. Güroskoop tagab stabiilse asendi ruumis, näiteks: ([[Hubble'i teleskoop]]. Samuti on güroskoobid asendamatud telemeetrilistes juhtimis-süsteemides.
 
Võrrand, mis kirjeldab güroskoobi toimimist, on järgmine:
22. rida:
 
[[Pilt:Gyroscope precession.gif|pisi|Güroskoobi pretsessioon]]
Pretsessiooni selgitamiseks kujutlegem, et kiirelt pöörlev güroskoopsuure erikaaluga ketas (rootor) on asetatud oma tasakaalukeskmele nõnda, et tema telg on kaldu. Võiks arvata, et güroskoop kukub [[gravitatsioon]]ijõu tõttu ümber, kuid selle asemel jääb ta 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 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
28. rida:
:<math>\tau = \mathit{\Omega}_{\mathrm{P}} L \sin\theta,\!</math>
 
Kus θ on nurk [[vektor]]ite ΩP ja L vahel. Seega, kui güroskoobirootori pöörlemise [[kiirus]] väheneb ( näiteks selle telje toetumine pinnasele või rootori enda pinna õhutakistuse tõttu [[hõõrdumine]] ), siis sellest tingituna väheneb impulsimoment ja pretsessioonimäär suureneb. See protsess jätkub, kuni seadeldis ei jõua enam piisava kiirusega pöörelda, et impulsimoment toetaks seadeldise raskust. Kui güroskooppretsesseeringu lõpetablõppedes pretsesseeringu jaketas kukub, on see tingitud impulsimomendi jõu vähenemisest, mis ei hoia enamhoidis seadeldist ülevalpüsti. Enne pöörlemise lõppemist võib täheldada vurri loperdamist tasakaalulise pretsessiooni ja impulsimomendi vahel, ent [[hõõrdejõud]]hõõrde- ja [[gravitatsioon]]gravitatsioonjõu mõjul kukub lõplikult peatunud saavadrootor võituümber.
 
Kokkuleppeliselt need vektorid – [[pöördemoment]], [[spinn]], ehk pöörlemine ja pretsessioon – on teineteisega orienteeritud parema käe reegli järgi.
39. rida:
1860. aastatel [[elektrimootor]]ite kasutusele võtuga sai güroskoopi panna pöörlema automaatselt ning ajaliselt nii kauaks kui tarvis. Valmis esimene gürokompassi prototüüp. Esimese funktsionaalse gürokompassi patenteeris 1904. aastal saksa leiutaja [[Hermann Anschutz-Kaempfe]]. Ameeriklane [[Elmer Sperry]] tuli välja omapoolse güroskoobi variandiga sama aasta lõpus ning peagi avastasid ka teised [[riik|riigid]] leiutise militaarse kasulikkuse.
 
20. sajandi algus oli aeg, mil merevägi näitas kõige paremini riigi sõjalist võimsust. Ameeriklaste [[Sperry Gyroscope Company]] kasvas kiirelt ning pakkus lennukitele ning laevadele stabiliseerijaidstabiliseerimis-seadmeid.
 
1917. aastal ehitas [[Chandler Company of Indianapolis]] „Chandleri güroskoobi“, see on vurr mänguasi, aluse ja vurri pöörlema panemiseks tõmmatava nööriga.
 
[[Teine maailmasõda|Teises maailmasõjas]] 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 ja teistes nutitelefonides. [[Kiirendusmõõtur]Kiirendusandurid] mõõdabmääravad [[kiirenduse]] ulatustsuurust ja kestvustruumis ning pöördenurgavastava suurusttarkvara ruumisabil kuvatakse kaldenurk nutiseadme ekraanile.
 
==Londoni moment==
57. rida:
Võimalik on tellida näiteks güroskoope sisaldavaid [[arvutihiir]]i, mis teevad selle kasutamise võimalikuks ka aluspinnalt õhku tõstetuna. Säärased arvutihiired on juhtmevabad, seega perfektsed esitlustel, kus kõneleja liigub ruumis. Arvutihiires olev güroskoop jälgib käe liikumist tasandi suhtes ja tõlgib need ümber kursori liikumiseks.
 
Güroskoopilist ilmingut kasutatakse ka autotööstuses, näiteks spordisautospordis. Seda seetõttu, et [[mootor]]id toimivad just nagu suured güroskoobid. Olenevalt sellest, kas mootori hooratas (pöörlev mass) pöörleb päri- või vastupäeva, on autole mõjuv güroskoopjõud suunatud kas alla või üles. Kasutades mootori pöördeid ära õige nurga all on võimalik parandada auto rajal püsimist.
 
Güroskoopsensoreid kasutatakse virtuaalsetes peakomplektides mõõtmaks inimese pea liigutusi ja liigutuse kiirusi, millest mõõdetud andmed tõlgendatakse ümber [[virtuaalreaalsuses]]se.
 
Lisaks sellele, et güroskoope kasutatakse kompassides, lennukite avioonikas (pöörangunäidik, aviohorisont, gürokompass), [[arvutihiir]]tes, [[laev]]ades jne, leiavad need seadeldised kasutamist ka [[olmeelektroonika]]s. Kuna güroskoop võimaldab määrata ruumilist asendit horisonti nägemata, on konstruktorid lisanud neid modernsetesse seadmetesse. Tehnoloogiate täiustumisel on seadeldise töötäpsus [[3D]] ruumis paranenud, olles efektiivsem endistest üksikutest kiirendusmõõturitestkiirendusanduritest [[nutitelefon]]ides. Tuntud kriitik [[Scott Steinberg]] on öelnud, et uute optiliste güroskoopide lisamine iPhone 4 toodangusse, muudab ja defineerib uuesti suhtumise allalaaditavasse [[tarkvara]]sse.
 
Peale täpsust võimaldavate kasutusvaldkondade, on güroskoope tehtud ka mänguasjadeks. Tuntuimaks on ehk "Powerball", mille otstarve on olla esmalt meelelahutuslik, kuid teisalt ka lihastele ja liigestele kasulik.