Hoe gyroscopen werken

Waarom zou een gyroscoop dit gedrag vertonen? Het lijkt volstrekt onzinnig dat de as van een fietswiel zo in de lucht kan hangen. Als je echter nadenkt over wat er eigenlijk gebeurt met de verschillende onderdelen van de gyroscoop als hij draait, dan zie je dat dit gedrag volkomen normaal is!

Laten we eens kijken naar twee kleine delen van de gyroscoop terwijl hij draait — de bovenkant en de onderkant, zoals dit:

Wanneer de kracht op de as wordt uitgeoefend, zal het deel bovenin de gyroscoop proberen naar links te bewegen, en het deel onderin de gyroscoop zal proberen naar rechts te bewegen, zoals te zien is. Als de gyroscoop niet draait, dan klapt het wiel om, zoals te zien is in de video op de vorige pagina. Als de gyroscoop wel draait, bedenk dan wat er gebeurt met deze twee delen van de gyroscoop: Newton’s eerste bewegingswet stelt dat een bewegend lichaam met een constante snelheid langs een rechte lijn blijft bewegen, tenzij het wordt beïnvloed door een onevenwichtige kracht. Het bovenste punt van de gyroscoop wordt dus beïnvloed door de kracht die op de as wordt uitgeoefend en begint naar links te bewegen. Het blijft proberen naar links te bewegen vanwege de eerste bewegingswet van Newton, maar de gyroscoop draait het rond, zoals dit:

““

Als de twee punten roteren, zetten zij hun beweging voort.

Dit effect is de oorzaak van precessie. De verschillende secties van de gyroscoop ontvangen krachten op één punt, maar roteren dan naar nieuwe posities! Wanneer de sectie aan de bovenkant van de gyroscoop 90 graden opzij draait, gaat deze verder in zijn wens om naar links te bewegen. Hetzelfde geldt voor het onderste deel – het draait 90 graden opzij en het blijft naar rechts bewegen. Deze krachten laten het wiel draaien in de richting van de precessie. Omdat de geïdentificeerde punten nog eens 90 graden blijven draaien, worden hun oorspronkelijke bewegingen teniet gedaan. Dus de as van de gyroscoop hangt in de lucht en precessie. Als je het zo bekijkt zie je dat precessie helemaal niet mysterieus is — het is volledig in overeenstemming met de wetten van de fysica!

Aanbeveling