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什么是陀螺仪?
发布时间:2025-04-17
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典型的陀螺仪是一个球状或圆盘状物体,它可以朝任何一个方向旋转,并产生很小的摩擦力。陀螺仪经常被用来解释和证明转动惯性定律,用它可以说明一个旋转的物体会保持旋转状态直到有外部的转矩改变它的旋转。

地球就是陀螺仪的极好的例子,它不停地绕轴旋转并将永远旋转下去,直到有外部转矩改变它的运动。孩子玩的陀螺是陀螺仪的另一个例子。当陀螺旋转时,它会持续以垂直方向旋转,直到陀螺尖与地表的摩擦力产生较大的转矩使其停下来。这意味着陀螺不再是垂直地旋转,而是有略微的倾斜,它持续这种状态直到摩擦力减慢了转动速率,陀螺顶部撞击到地面为止。频闪观测器显现的猫用爪子着地的照片。陀螺运动的其他例子有哪些?

旋转的地球和玩具陀螺是陀螺仪的典型例子。人们在日常生活中经常应用陀螺运动。比如说,足球作为一个陀螺时很容易被抛出。当球以盘旋状抛出时,它在抛出的整个过程中仍然保持相同的方向。这时如果足球的前端是倾斜的,它被扑到的时候前端仍是倾斜的。

从枪口射出的子弹也是旋转的,通过旋转(子弹拥有更多的陀螺仪特征),子弹能在空气中保持预计的轨道击中目标。陀螺仪有什么用途?除了子弹、足球、玩具陀螺和地球之外,陀螺仪还有很多其他用途。被叫做旋转罗盘的陀螺仪在飞机、船、火箭和导弹的航行和导航系统中起到了重要作用。

旋转罗盘指向真北(非地磁北)。磁罗盘放在电气设备旁边时,会受到磁力的影响产生偏差。而旋转罗盘依靠转动惯性和转矩提供准确的测量,这意味着它不会受到磁力的影响,通过测定某一固定航线的变化,旋转罗盘可以向导航系统发出信号。有时,它也可以通过测量来帮助稳定汹涌海水中的船只。自动导航系统怎样利用陀螺仪?飞机上的自动导航系统通常不止使用一个陀螺仪,很多陀螺仪同时使用,帮助自动导航系统确定飞机的位置和目的地。

垂直方向的陀螺仪通过制造一个模拟水平面来测出螺距的变化(仰飞还是俯飞)和侧滚(一面向另一面滚动)。模拟水平面是一条垂直的直线,用来标志自动导航系统以其自身为参照测量出的水平面。另外还有一套陀螺仪用来确定飞机的方位和航向。这种方位陀螺仪与许多船上使用的旋转罗盘类似。控制自动导航装置的计算机决定怎样针对不同的航向做出反应和相应的调整。

陀螺仪。自行车怎样保持直立?任何一个会骑自行车的孩子都会告诉你,行驶中的自行车更容易保持平衡。物理学家告诉你这和车轮的旋转惯性以及陀螺运动有关。自行车轮胎像陀螺一样运动,它绕着一个摩擦相对较小的轴旋转,在摩擦使它减速直到停下之前,它会一直旋转。在运动过程中,轮胎越大,其旋转惯性就越大,在受到外力扭转时就越不容易翻倒。

如果自行车的车架向左倾斜,它的前轮会自动向左行驶来尽量使自行车保持直立(因为如果前轮不这么转,自行车和骑车人都将摔倒)。转弯时通过倾斜车身的方法,能在急转弯时使自行车保持稳定。