Ev yapımı jiroskop. Jiroskop nasıl çalışır: özü, çalışma prensibi, kullanıldığı yer

Bu ev yapımı ürün her şeyden önce küçük çocukların ilgisini çekecektir. Özellikle de onu bir araya getirirseniz. Genel olarak doğaçlama araçlarla döner jiroskop yapmak harika yol eğlenin ve faydalı olun boş zaman. Tüm yapının görsel karmaşıklığına rağmen yapımı çok basittir, çünkü aslında jiroskop sıradan bir tepedir, yalnızca bir "sırrı" vardır.

Bununla birlikte jiroskopun çalışma prensibi de oldukça basittir: volan kendi ekseni etrafında saat yönünde döner, bu da halkaya bağlanır ve dönme hareketleri yapar. yatay düzlem. Bu halka, üçüncü bir eksen etrafında dönen başka bir halkaya sıkı bir şekilde sabitlenmiştir. Bütün sır bu.

Döner mekanik jiroskopun üretim süreci

İtibaren plastik boru aynı genişlikte iki halka kesin. Ayrıca dönmemesi için süper yapıştırıcı ile kaplanması gereken bir yatağa da ihtiyacınız olacak. Sivri uçlu metal bir çubuk için ortasında bir delik açmanız gereken iç halkaya tahta bir "tablet" bastırıyoruz.

Çubuğun bir kenarına bir parça koyuyoruz plastik tüp(tükenmez kalemden ödünç alınabilir). Çubuk için plastik halkaya iki delik açıyoruz ve bunu kullanarak yatağın dönme eksenine bağlıyoruz. metal tüpler daha büyük çap(teleskopik antenin bölümlerini kullanabilirsiniz).

Ev yapımı jiroskop

Jiroskop(eski Yunanca yupo "dairesel dönüş" ve okopew "bak") - hızla dönen bir katı gövde, aynı adı taşıyan bir cihazın temeli, kendisiyle ilişkili gövdenin atalete göre oryantasyon açılarındaki değişiklikleri ölçebilen koordinat sistemi, genellikle torkun (momentum) korunumu yasasına dayanır.

"Jiroskop" adı ve bu cihazın çalışan versiyonu 1852'de Fransız bilim adamı Jean Foucault tarafından icat edildi.

Mekanik jiroskoplar arasında öne çıkıyor döner jiroskop- dönme ekseni uzayda yönünü değiştirebilen, hızla dönen katı bir gövde. Bu durumda jiroskopun dönüş hızı, dönme ekseninin dönüş hızını önemli ölçüde aşar. Böyle bir jiroskopun ana özelliği, üzerinde momentlerin etkisi olmadığında uzayda dönme ekseninin sabit bir yönünü muhafaza edebilmesidir. dış kuvvetler.

Bir jiroskop yapmak için ihtiyacımız olacak:

1. Bir parça laminat;
2. Alt 2 adet. bir teneke kutudan;
3. Çelik çubuk;
4. Hamuru;
5. Somunlar ve/veya ağırlıklar;
6. İki vida;
7. Tel (kalın bakır);
8. Poxypol (veya başka bir sertleştirici yapıştırıcı);
9. Elektrik bandı;
10. Konular (başlangıç ​​ve başka bir şey için);
11. Aletlerin yanı sıra: testere, tornavida, karot vb...

Genel fikir şekilde açıkça gösterilmiştir:

Başlayalım:

1) Laminatı alıp ondan 8 köşeli bir çerçeve kesiyoruz (fotoğrafta 6 köşeli). Daha sonra, içine 4 delik açıyoruz: 2'si (uçlarda) ön tarafta, 2'si (uçlarda aynı), fotoğrafa bakın. Şimdi teli bir halka şeklinde bükelim (telin çapı yaklaşık olarak çerçevenin çapına eşittir). 2 adet vida (cıvata) alalım ve uçlarına bir bız veya çekirdek ile delikler açalım (en kötü ihtimalle bunları bir matkapla delebilirsiniz).

2) Ana parçayı - rotoru - monte etmeniz gerekiyor. Bunu yapmak için bir teneke kutudan iki alt kısım alın ve ortalarına bir delik açın. Çaptaki delik eksen çubuğuna (oraya yerleştireceğimiz) karşılık gelmelidir. Eksen çubuğu yapmak için bir çivi veya uzun bir cıvata alın ve uzunlamasına kesin; uçları keskinleştirilmelidir. Hizalamayı daha iyi hale getirmek için çubuğu bir matkaba yerleştirin ve her iki tarafını da bir eğe veya bileme taşıyla makinede olduğu gibi keskinleştirin. İplik sarmak için üzerine bir oluk açmak güzel olurdu. Disklerden birine hamuru yayacağız ve içine fındık ve ağırlıklar dolduracağız (çelik halkalarınız varsa, bu daha da iyi). Şimdi her iki diski de (sandviç gibi) birleştirip bir eksen çubuğuyla deliklerden geçiriyoruz. Her şeyi Poxypol (veya başka bir yapıştırıcı) ile yağlıyoruz, rotorumuzu matkaba yerleştiriyoruz ve Poxypol sertleşirken diski ortalıyoruz (bu işin en önemli kısmı). Denge mükemmel olmalı.

3) Resme göre montajı yapıyoruz, rotorun yukarı ve aşağı serbest hareketi minimum düzeyde olmalıdır (bunu hissedebilirsiniz, ancak çok az).

Mekanik jiroskoplar farklıdır. Döner jiroskop özellikle ilgi çekicidir. Özü, kendi ekseni etrafında dönen bir cismin, eksenin yönünü değiştirebilmesine rağmen uzayda oldukça kararlı olması gerçeğinde yatmaktadır. Eksenin dönüş hızı, jiroskop kenarlarının dönüş hızından önemli ölçüde düşüktür. Jiroskopu döndürmek, zemindeki topaçları hareket ettirmeye benzer. Topaç ile jiroskop arasındaki fark, topaçın uzayda serbest olması, jiroskopun ise dış çubukta bulunan kesinlikle sabit noktalarda dönmesi ve düşmesi durumunda dönmeye devam edebilmesi için korumaya sahip olmasıdır.

İhtiyacın olacak

• - iki kapak teneke kutular
• - bir parça laminat
• - elektrik bandı
• - fındık 6 adet.
• - çelik aks veya çivi
• - hamuru
• - zamk
• - 2 cıvata
• - kalın tel
• - matkap, dosya

Talimatlar

1. Bu parçalar elimizdeyken rotorun montajına başlayabiliriz. Kutu kapaklarının tam ortasına, tercihen rotor eksenini yapacağımız çiviyle aynı çiviyle delikler açıyoruz. Daha sonra hamuru kullanarak somunları kapağa tutturuyoruz, altıdan fazla koyabilirsiniz, rotorun kenarı boyunca ağırlık dönme süresini artıracaktır.
2. Daha sonra ekseni yapıyoruz. Bunu yapmak için, elektrikli matkabı bir mengeneye sabitleyin, içinde kafası olmayan çiviyi sıkın ve bir eğe ile keskinleştirin. Bu şekilde aks bileme, aksın merkezine mümkün olduğunca yakın konumlandırılacaktır. Her iki tarafta da keskinleştirmek gerekir.
3. Bilenmiş ekseni matkaptan çıkarmadan, rotoru çalıştıracak diş için bir oluk açacağız. Somunlu kapağı tutkal kullanarak aksa tutturuyoruz ancak çok çabuk sertleşeni kullanmıyoruz. Poxipol iyi çalışıyor. Somunları aynı yapıştırıcıyla kaplayın.
4. Şimdi en önemli şey dengelemek. Tutkal kururken ağırlıkları kapağın kenarına mükemmel şekilde yerleştirmeniz gerekir. Matkabı (dikey olarak) açıyoruz, eğer dönen rotor bir yöne çarpıyorsa, yükün bir kısmı doğru konumlandırılmamıştır. Düzeltip tekrar deneyiyoruz. Üstündeki somunları yağlayın ve ikinci kapakla kapatın. Rotorun kenarlarına elektrik bandı yapıştırıyoruz. Kurutalım. Rotorun kendisi hazır!
5. İki daha uzun cıvata alıyoruz, bunları bir mengeneye sabitliyoruz ve rotorun sabitleneceği delikler açıyoruz. Şimdi bir dış çerçeve bulmamız gerekiyor. Laminattan bir daire kesin. Önceden bir pusula ile çizmek daha iyidir. Derhal 90 derecelik açıyla dikey ve yatay çizgiler çizin. İçeride daha küçük bir daire kesiyoruz, ancak rotor oraya oturacak şekilde. Yatay çizgiler boyunca birbirine zıt cıvatalar için delikler açıyoruz. Cıvataları vidalıyoruz. Jiroskopumuzun eksenini aralarına yerleştiriyoruz. Aynı zamanda çok fazla sıkamazsınız, aksi takdirde sürtünme dönüş hızını azaltır ve hiçbir şey işe yaramaz. Yaklaşık 1 mm hareket mesafesi bırakın, ancak jiroskopun cıvatalardan düşmemesi için. Cıvataları çubuğa yapıştırıyoruz, böylece titreşim onları çerçeveden sökmez.
6. Geriye kalan tek şey korumayı kurmaktır. Kalın bir tel alın ve onu bir halka şeklinde bükün. İşaretli yatay çizginin bulunduğu yere ürünümüze iliştiriyoruz. Jiroskop hazır. İpliği aksın etrafına sarıyoruz ve keskin bir şekilde çekerek işlevselliğini kontrol ediyoruz.

Bir gün iki arkadaşımın, daha doğrusu kız arkadaşımın arasındaki konuşmayı izledim:

C: Ah, biliyorsun, yeni bir akıllı telefonum var, hatta yerleşik bir jiroskopu bile var

B: Ah, evet, ben de kendim için indirdim ve jiroskopu bir aylığına kurdum.

C: Bunun bir jiroskop olduğundan emin misin?

B: Evet, tüm burçlar için bir jiroskop.

Dünyadaki bu tür diyalogların sayısını azaltmak için jiroskopun ne olduğunu ve nasıl çalıştığını öğrenmenizi öneririz.

Jiroskop: tarih, tanım

Jiroskop, serbest bir dönme eksenine sahip olan ve üzerine monte edildiği gövdenin yön açılarındaki değişikliklere yanıt verebilen bir cihazdır. Dönerken jiroskop konumunu değiştirmeden korur.

Kelimenin kendisi Yunancadan geliyor gireu®– döndürün ve skopeo- izle, gözlemle. Jiroskop terimi ilk kez tanıtıldı Jean Foucault 1852'de, ancak cihaz daha önce icat edildi. Bu bir Alman gökbilimci tarafından yapıldı. Johann Bonenberger 1817'de.

Yüksek frekansta dönüyorlar katılar. Jiroskopun dönme ekseni uzayda yönünü değiştirebilir. Dönen top mermileri, uçak pervaneleri ve türbin rotorları jiroskop özelliklerine sahiptir.

Jiroskopun en basit örneği tepe veya iyi bilinen çocuk oyuncağı topaç. Belirli bir eksen etrafında dönen, jiroskopun herhangi bir dış kuvvet ve bu kuvvetlerin momentleri tarafından etkilenmediği sürece uzaydaki konumunu koruyan bir cisim. Aynı zamanda jiroskop stabildir ve büyük ölçüde dönüş hızıyla belirlenen dış kuvvetlerin etkisine dayanabilir.

Örneğin topacı hızlı bir şekilde döndürüp sonra itersek düşmez, dönmeye devam eder. Ve tepenin hızı belirli bir değere düştüğünde, devinim başlayacak; bu, dönme ekseninin bir koniyi tanımladığı ve tepenin açısal momentumunun uzayda yön değiştirdiği bir olgudur.

Jiroskop türleri

Birçok jiroskop türü vardır: iki Ve üç derece(serbestlik derecesine veya olası dönme eksenlerine göre ayırma), mekanik, lazer Ve optik jiroskoplar (çalışma prensibine göre ayırma).

En yaygın örneğe bakalım - mekanik döner jiroskop. Temel olarak bu, yatay bir eksen etrafında dönen ve üçüncü bir eksen etrafında dönen başka bir çerçeveye sabitlenen dikey bir eksen etrafında dönen bir üst kısımdır. Üst kısmını ne kadar çevirirsek çevirelim daima dik konumda olacaktır.

Jiroskop uygulamaları

Özellikleri nedeniyle jiroskoplar yaygın olarak kullanılmaktadır. Uzay araçları için stabilizasyon sistemlerinde, gemi ve uçaklar için navigasyon sistemlerinde, mobil cihazlar ve oyun konsollarının yanı sıra egzersiz ekipmanları.

Böyle bir cihazın modern bir ortama nasıl sığabileceğini merak ediyorum. cep telefonu ve orada neden buna ihtiyaç var? Gerçek şu ki jiroskop, cihazın uzaydaki konumunu belirlemeye ve sapma açısını bulmaya yardımcı olur. Elbette telefonun doğrudan dönen bir üst kısmı yok; jiroskop, mikroelektronik ve mikromekanik bileşenler içeren bir mikroelektromekanik sistemdir (MEMS).

Bu pratikte nasıl işliyor? En sevdiğiniz oyunu oynadığınızı hayal edelim. Örneğin yarış. Sanal bir arabanın direksiyonunu çevirmek için herhangi bir tuşa basmanıza gerek yoktur, sadece gadget'ınızın elinizdeki konumunu değiştirmeniz yeterlidir.

Gördüğünüz gibi jiroskoplar harika cihazlardır. faydalı özellikler. Bir jiroskopun dış kuvvetler alanındaki hareketini hesaplama problemini çözmeniz gerekiyorsa, bununla hızlı ve verimli bir şekilde başa çıkmanıza yardımcı olacak öğrenci hizmetleri uzmanlarıyla iletişime geçin!