Come funzionano i giroscopi

Perché un giroscopio dovrebbe mostrare questo comportamento? Sembra totalmente insensato che l’asse della ruota della bicicletta possa rimanere sospeso in aria in quel modo. Se si pensa a ciò che sta effettivamente accadendo alle diverse sezioni del giroscopio mentre ruota, tuttavia, si può vedere che questo comportamento è completamente normale!

Guardiamo due piccole sezioni del giroscopio mentre ruota — la parte superiore e quella inferiore, così:

Quando la forza viene applicata all’asse, la sezione in alto del giroscopio cercherà di muoversi verso sinistra, e la sezione in basso del giroscopio cercherà di muoversi verso destra, come mostrato. Se il giroscopio non gira, allora la ruota si ribalta, come mostrato nel video della pagina precedente. Se il giroscopio sta girando, pensa a cosa succede a queste due sezioni del giroscopio: La prima legge del moto di Newton afferma che un corpo in movimento continua a muoversi a velocità costante lungo una linea retta, a meno che non sia sollecitato da una forza sbilanciata. Così il punto superiore del giroscopio è sollecitato dalla forza applicata all’asse e comincia a muoversi verso sinistra. Continua a cercare di muoversi verso sinistra per la prima legge del moto di Newton, ma la rotazione del giroscopio lo fa ruotare, così:

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Come i due punti ruotano, continuano il loro moto.

Questo effetto è la causa della precessione. Le diverse sezioni del giroscopio ricevono forze in un punto ma poi ruotano in nuove posizioni! Quando la sezione in cima al giroscopio ruota di 90 gradi di lato, continua nel suo desiderio di muoversi verso sinistra. Lo stesso vale per la sezione in basso – ruota di 90 gradi di lato e continua nel suo desiderio di muoversi verso destra. Queste forze fanno ruotare la ruota nella direzione della precessione. Mentre i punti identificati continuano a ruotare di altri 90 gradi, i loro movimenti originali si annullano. Così l’asse del giroscopio è sospeso in aria e precessa. Quando lo guardi in questo modo puoi vedere che la precessione non è affatto misteriosa – è totalmente in accordo con le leggi della fisica!

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