Transformarea giroscopului in girocompas prin metoda pendulara

Transformarea giroscopului in girocompas prin metoda pendulara

Datorita inertiei giroscopului si miscarii de rotatie a Pamantului, directia axei principale de rotatie x-x' isi schimba pozitia fata de meridian (fig.G13).

Atasand giroscopului o masa suplimentara m cu un singur grad de libertate fata de x-x' (suspendata de axa), se obtine coborarea centrului de greutate al ansamblului giroscop-masa suplimentara, sub centrul de suspensie.

fig.G13. Transformarea giroscopului cu trei grade de libertate in girocompas

prin metoda pendulara

Ansamblul poarta denumirea de girocompas pendular datorita faptului ca giroscopul se comporta ca un pendul. Girocompasul astfel obtinut se mai numeste si girocompas cu centrul de greutate coborat.

Urmarind fig.G13, se poate observa ca in pozitia I, axa principala a giroscopului este paralela cu orizontul si orientata pe directia E-W, iar axa orizontala y-y' este perpendiculara pe planul figurii. In aceasta pozitie, forta de gravitatie G este orientata de-a lungul axei z-z', iar momentul acestei forte in raport cu centrul de suspensie al giroscopului este nul. In acest caz nu are loc precesia si axa principala nu-si schimba directia.

Dupa un mic interval de timp, in care Pamantul se roteste cu unghiul q (poz.II), capatul A al giroscopului are o miscare aparenta de ridicare deasupra orizontului, iar capatul B are o miscare de coborare, astfel incat axa x-x' face acum unghiul q cu orizontul locului. Centrul de greutate al giroscopului se mentine in verticala locului, dar centrul de greutate al masei suplimentare iese din aceasta si creeaza un moment in jurul axei y-y', de marime:

 (1.10)

in care a este distanta dintre centrul de greutate al giroscopului (C_gg) si centrul de greutate al masei suplimentare (C_gm).

Sub actiunea fortei G care creeaza momentul M_y, apare precesia giroscopului in jurul axei sale de rotatie z-z', cu viteza unghiulara:

      (1.11)

Miscarea unghiulara de precesie aduce capatul A al giroscopului in meridian, dar nu inceteaza atunci cand axa principala este continuta in planul meridianului, ci continua datorita inertiei sistemului, facand ca girocompasul sa iasa din nou din directia N-S.

Apar astfel oscilatii neamortizate ale axei principale de rotatie a girocompasului.