Το γυροσκοπικό φαινόμενο (precession torque).

[Arkas]

Το γυροσκοπικό φαινόμενο (precession torque). 1.

Τι σχέση μπορεί να έχει ένα πυροβόλο όπλο με ραβδωτή κάνη, με ένα
παιδικό παιχνίδι τη σβούρα;
Και τι σχέση μπορεί να έχει ο τροχός μιας μοτοσικλέτας με ένα
εκτοξευμένο τραπουλόχαρτο;
Όλα τα παραπάνω έχουν να κάνουν με το γυροσκοπικό φαινόμενο.

Ένα οποιοδήποτε στερεό σώμα που βρίσκεται σε ταχεία περιστροφή γύρω
από τον άξονα συμμετρίας του, αποτελεί γυροσκοπικό σύστημα και το
ονομάζουμε γυροσκόπιο.

Το κύριο χαρακτηριστικό του είναι ότι η γρήγορη περιστροφή εμποδίζει να
μετατοπιστεί ο άξονας περιστροφής του.

Όσο γρηγορότερη η περιστροφή του, τόσο δυσκολότερη η μετατόπιση του
άξονα αυτού.

Το γυροσκόπιο αντιδρά και στρέφεται σε διεύθυνση κατά 90ο ως προς την
εφαρμογή της δύναμης που προκαλεί την μετακίνησή του άξονά του.

Γυροσκοπικό φαινόμενο λοιπόν είναι η τάση να διατηρείται η διεύθυνση
του άξονα περιστροφής σε οτιδήποτε περιστρέφεται.

Το πιο απλό γυροσκόπιο είναι ένα παιχνίδι. Η σβούρα.
Όσο αυτή περιστρέφεται, οι δυνάμεις που δημιουργούνται από τη φυγόκεντρο κατά την περιστροφή της, είναι ικανές να την ισορροπήσουν
πάνω στην ελάχιστη επιφάνια που καλύπτει η ακίδα της.

Το ίδιο συμβαίνει και στο βλήμα ενός πυροβόλου όπλου (με ραβδωτή κάνη).
Η ραβδωτή κάνη δίνει μια περιστροφική τροχιά στο βλήμα όταν αυτό
αφήνει την κάνη.
Αυτό έχει ως αποτέλεσμα το εξής:
Καταρχήν να πούμε ότι η ευθυβολία είναι το ζητούμενο.
Ο άξονας περιστροφής του βλήματος δεν θα είναι άλλος από την κατεύθυνση που βάλλεται το βλήμα.

ΣΧΕΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 1ο.

Οποιοσδήποτε παράγοντας (π.χ. ρεύμα αέρος) θελήσει να αλλάξει την
κατεύθυνση αυτή θα πρέπει να υπερνικήσει πρώτα τις δυνάμεις που
δημιουργούνται λόγω γυροσκοπικού φαινόμενου που όπως προείπαμε
έχουν την τάση να διατηρούν τον άξονα περιστροφής σταθερό στη θέση
του, άρα και την κατεύθυνση της βολής .
Ένα άλλο παράδειγμα είναι η ρίψη-εκτόξευση ενός απλού τραπουλόχαρτου
ή ενός φρίσμπι.
Δοκιμάστε να πετάξετε ένα τραπουλόχαρτο, χωρίς όμως αυτό να
περιστραφεί κατά την εκτόξευση γύρο από τον εαυτό τους. Η πτήση θα
είναι απλά μια αποτυχία.
Μόλις το τραπουλόχαρτο αφεθεί ελεύθερο να εκτελέσει την «πτήση» του,
όση δύναμη κι αν του έχουμε δώσει, θα κοντραριστεί με τον αέρα που
προσπαθεί να σκίσει και θα λειτουργήσει όπως και το φτερό ενός
αεροπλάνου. Θα ανασηκωθεί ή θα πάρει κλίση προς τα κάτω κάνοντας την
κόντρα του αέρα ακόμη μεγαλύτερη και θα χάσει την οποία ταχύτητα του
δώσαμε στην αρχή και μάλιστα σε παρά πολύ μικρή απόσταση από το
σημείο εκτόξευσης. Ακολουθεί απώλεια στήριξης και πτώση.

ΣΧΕΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 2ο.

Τι θα συμβεί όμως αν στο τραπουλόχαρτο κατά την εκτόξευση του
δώσουμε μια περιστροφική κίνηση;

Περίπου τα ιδία πράγματα με μονό μια διαφορά.
Από τη στιγμή που υπάρχει περιστροφική κίνηση , υπάρχει και άξονας
περιστροφής.

ΣΧΕΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 3ο.

Η οποία φιλότιμη προσπάθεια του αέρα να ανασηκώσει το τραπουλόχαρτο
όπως πριν, θα βρεθεί αντιμέτωπη με τις δυνάμεις που αναπτύσσονται κατά
την περιστροφική κίνηση και κρατούν τον άξονα περιστροφής στη θέση
του. Το τραπουλόχαρτο θα ανασηκωθεί πολύ πιο δύσκολα πλέον , με
αποτέλεσμα η «πτήση» να έχει μεγαλύτερη διάρκεια και να καλύψει πολύ
μεγαλύτερη απόσταση από ότι πριν.