Güroskoop: erinevus redaktsioonide vahel

'''Güroskoop''' on mehaaniline seade, mille abil saab [[impulsimoment]]i arvestades mõõta või säilitada ruumilist orientatsiooni <ref name="Z0iXs" />. 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 (elektrilised, 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 name="DDkw8" />

Kus θ on nurk [[vektor]]ite ΩP ja L vahel. Seega, kui rootori 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 pretsesseeringu lõppedes ketas kukub, on see tingitud impulsimomendi jõu vähenemisest, mis hoidis seadeldist püsti. Enne pöörlemise lõppemist võib täheldada vurri loperdamist tasakaalulise pretsessiooni ja impulsimomendi vahel, ent hõõrde- ja gravitatsioonjõu mõjul kukub lõplikult peatunud rootor ümber.

Vanima teadaoleva güroskoobilaadse instrumendi ehitas sakslane [[Johann Bohnenberger]], kes mainis seda aastal 1817, kutsudes seda „Masinaks“.<ref name="1xsjD" /><ref name="lgDSI" /> Seadeldis põhines keerleval massiivsel sfääril. Aastal 1832 arendas ameeriklane [[Walter R. Johnson]] välja sarnase seadeldise, mis põhines keerleval kettal.<ref name="dFaEg" /><ref name="TwaEf" /> Matemaatikute soovitusel õppeseadeldiseks kasutusele võetud mehhanism paelus [[Léon Foucault]]'d. 1852. aastal kasutas [[Foucault]] seadeldist [[Maa (planeet)|Maa]] pöörlemise uurimise eksperimentides.<ref name="TAHWH" /><ref name="ykMle" /> Just tema andis seadeldisele oma tänapäevase nime, „näha Maa pöörlemist“ (Kreeka keelest ''skopeein'', näha, ''gyros'', ring või pöörlemine).<ref name="iNDpT" /> Maa pöörlemist ümber oma telje oli märgata 8 kuni 108–10 minuti möödudes. Selle aja sees güroskoobi pöörlev ketas oli justkui oma pöörlemistelge muutnud, ent Maa oli hoopiski end muutumatu güroskoobi all pööranud, põhjustades näiliselt ketta telje muutuse.

Londoni momendi güroskoobi toimimispõhimõte toetub kvantmehaanika ilmingule, 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. KvantmehhaaniliseleKvantmehaanilisele nähtuse tööpõhimõttele tuginev güroskoop võib olla äärmiselt täpne ning stabiilne. Näiteks güroskoope, mida kasutatakse [[Gravity Probe B]] eksperimentides, mõõdavad muutusi güroskoobi pöörlemistelje orientatsioonis paremini kui 0,5 milliarcsekundit (1,4×10⁻⁷ kraadi) üle ühe aasta jooksul. Selline pöörlemistelje muutuse uurimine on täpsuselt samaväärne juuksekarva läbimõõdu vaatlemisega 32 kilomeetri kauguselt.

Güroskoope kasutatakse ka õppevahenditena kesk- ja ülikoolide füüsikatundides. Demonstratsioonigüroskoobid on tavaliselt ehitatud selliselt, et seadeldise töötamisel ilmnevad füüsikalised jõud tuleksid selgesti esile. Näiteks võidakse ühele vurri küljele asetada lisaraskusi, et seejärel jälgida güroskoobi reageerimist. Samuti on võimalik vurri käes hoides tunda selle güroskoopilist jõudu, mis muudavad demonstratsioonid paeluvamaks.

Güroskoopsensoreid kasutatakse virtuaalsetes peakomplektides mõõtmaks inimese pea liigutusi ja liigutuse kiirusi, millest mõõdetud andmed tõlgendatakse ümber [[virtuaalreaalsus|virtuaalreaalsusse]]esse.

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.

* [http://demonstrations.wolfram.com/OneWheeledRobotGyrostat/ One-Wheeled Robot-Gyrostat] by Olga Kapustina and Yuri Martynenko [[Wolfram Demonstrations Project]]

* Apostolyuk V. [http://www.astrise.com/research/library/memsgyro.pdf Theory and Design of Micromechanical Vibratory Gyroscopes]