18新利最新登入陀螺仪工作原理

如果你玩过玩具陀螺仪，你就知道它们可以表演各种有趣的把戏。它们可以用绳子或手指保持平衡;它们可以以非常奇怪的方式抵制绕旋转轴的运动;但最有趣的效应叫做旋进．这是陀螺仪的反重力部分。下面的视频向您展示了使用自行车车轮作为陀螺18新利最新登入的进动效果:

视频中最神奇的部分，也是陀螺仪最令人难以置信的部分，是陀螺仪自行车车轮能够像这样悬挂在空中:

18新利最新登入它是怎么做到的呢?

这种神秘的效果就是岁差。在一般情况下，进动的工作原理是这样的:如果你有一个旋转的陀螺仪，你试图旋转它的自转轴，陀螺仪会试图旋转一个与你的力轴成直角的轴，就像这样:

那么为什么会发生进动呢?

为什么陀螺仪应该显示这种行为?自行车的轮轴能这样悬在空中，这简直是无稽之谈。然而，如果你考虑一下陀螺仪在旋转时的不同部分实际发生了什么，你可以看到这种行为是完全正常的!18新利最新登入

让我们看看陀螺仪旋转时的两个小部分——顶部和底部，就像这样:

当力施加到轴上时，陀螺仪顶部的部分将试图向左移动，陀螺仪底部的部分将试图向右移动，如图所示。18新利最新登入如果陀螺仪没有旋转，那么轮子就会翻倒，如前页视频所示。18新利最新登入如果陀螺仪在旋转，想想陀螺仪的这两个部分发生了什么:牛顿第一运动定律运动中的物体除非受到不平衡力的作用，否则继续沿直线以恒定速度运动。所以陀螺仪上的顶点受到施加在轴上的力的作用，开始向左移动。由于牛顿第一运动定律，它继续试图向左移动，但陀螺仪的旋转使它旋转，就像这样:

这种效应就是进动的原因。陀螺仪的不同部分在某一点受到力，但随后旋转到新的位置!当陀螺顶部的部分向一侧旋转90度时，它会继续向左移动。底部的部分也是如此——它向一侧旋转90度，并继续向右移动。这些力使轮子向进动方向旋转。当确定的点继续旋转90度以上时，它们原来的运动就被取消了。所以陀螺仪的轴悬挂在空中并进动。当你这样看待它时，你会发现进动一点也不神秘——它完全符合物理定律!

所有这一切的影响是，一旦你旋转陀螺仪，它的轴想要保持指向同一个方向。如果你把陀螺仪装在一套平衡环这样它就可以继续指向同一个方向。这是基础电罗经．

如果你在一个平台上安装两个陀螺仪，它们的轴彼此成直角，然后把平台放在一组框架内，当框架以任何方式旋转时，平台将保持完全刚性。这是这个基础惯性导航系统(INS)。

在INS中，万向节轴上的传感器检测平台何时旋转。INS使用这些信号来了解车辆相对于平台的旋转。如果再给平台加一套三个敏感的加速度计，你可以准确地说出车辆的航向，以及它在三个方向上的运动变化。18新利最新登入有了这些信息，飞机的18luck手机登录自动驾驶仪可以让飞机保持航向，火箭的制导系统可以将火箭插入所需的轨道!

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