referat, referate , referat romana, referat istorie, referat geografie, referat fizica, referat engleza, referat chimie, referat franceza, referat biologie
 
Astronomie Istorie Marketing Matematica
Medicina Psihologie Religie Romana
Arte Plastice Spaniola Mecanica Informatica
Germana Biologie Chimie Diverse
Drept Economie Engleza Filozofie
Fizica Franceza Geografie Educatie Fizica
 

CONEXIUNEA GIROCOMPASULUI

Categoria: Referat Fizica

Descriere:

Girocompasul sau compasul giroscopic este un aparat a cărui funcţionare se bazează pe principiul giroscopului şi care se foloseşte la indicarea direcţiei nordului adevărat, independent de influenţa magŹnetismului terestru.
Faţă de compasul magnetic, indicaţiile girocompasului sunt mult mai precise, se pot transmite în mai multe locuri de pe navă şi sunt influenţate într-o măsură mai mică de mişcările navei...

Varianta Printabila 


1

CAPITOLUL I

 

 

BAZELE TEORIEI GIROCOMPASELOR

 

 

 

1.  Generalităţi

 

Girocompasul sau compasul giroscopic este un aparat a cărui funcţionare se bazează pe principiul giroscopului şi care se foloseşte la indicarea direcţiei nordului adevărat, independent de influenţa magnetismului terestru.

Faţă de compasul magnetic, indicaţiile girocompasului sunt mult mai precise, se pot transmite n mai multe locuri de pe navă şi sunt influenţate ntr-o măsură mai mică de mişcările navei.

n schimb, girocornpasul este un aparat complicat, susceptibil 1 avarii, necesită un personal calificat pentru ntreţinere şi nu este utilizabil dect după 4—6 ore de la pornire.                           

Primele girocompase au fost construite la nceputul secolului XX.

Apariţia acestui nou aparat de navigaţie a fost posibilă n urma dezvoltării matematicii şi mecanicii.

Teoria mişcării unui solid n jurul unui punct fix a fost pentru prima dată studiată şi elaborată n anul 1765 de Leonard Euler. In anul 1852 Leon Foueaiult a demonstrat posibilitatea folosirii n activitatea practică a particularităţilor unui tor căruia i s-a imprimat o viteză mare de rotaţie, n anul 1893 apare lucrarea lui A. S. Domorov, intitulată: „Despre giroscopul liber", n care teoria giroscopului este expusă pentru prima oară n mod amănunţit şi riguros matematic.

 

2.  Giroscopul

 

Elementul principal la un mare număr de aparate moderne, care

servesc n scopurile navigaţiei este giroscopul.

Se numeşte giroscop corpul simetric care se roteşte cu o viteză

mare n jurul axei sale de simetri şi este suspendat astfel nct această axă poate ocupa orice poziţie n spaţiu.

Termenul de giroscop provine de la cuvintele greceşti: „ghiuris”,

care nseamnă rotaţie şi „scopein” care nseamnă a urmări.

n tehnică, giroscopul reprezintă de obicei, un volan greu a cărui

masă este distribuită uniform n raport cu axa de simetrie şi care se roteşte cu o viteză de 6000 – 30000rot/min.

Axa n jurul căreia se roteşte giroscopul se numeşte axa propire de

rotaţie sau axa principală. Această axă este perpendiculară pa planul giroscopului şi trece prin centrul lui de greutate.

Pentru ca axa principală să poată lua o direcţie dorită n spaţiu,

giroscopul se montează ntr-o suspensie cardanică (fig.1).

        Definirea poziţiei giroscopului se face n raport cu 3 axe de coordonate rectangulare (perpendiculare una pe alta: X-X, Z-Z şi Y-Y), care se aleg n aşa fel nct punctul lor de intersecţie să coincidă cu centrul acestuia (0).


 

            Axa X-X se consideră direcţia de orientare a axei de rotaţie a giroscopului. Pe ea se află 2 lagăre ale inelului cardanic interior (2), n care se montează capetele axului giroscopului.

        La rndul său inelul cardanic interior are 2 suporţi care se montează n 2 lagăre dispuse pe inelul cardanic exterior (3). n acest fel inelul cardanic interior se poate roti n jurul axei Y-Y.

        Inelul cardanic exterior are şi el 2 suporţi care se montează n 2 lagăre ale unui cadru vertical, avnd deci posibilitatea de rotire n jurul axei Z-Z.

        Giroscopul din fig.1 denumit „giroscop de laborator”, posedă 3 grade de libertate, adică 3 coordonate independente care determină poziţia lui n spaţiu.

        Prin numărul de grade de libertate se nţelege n mecanică numărul de mărimi independente care detrmină poziţia corpurilor. n cazul giroscopului, asemenea mărimi sunt unghiurile de rotaţie ale axului său n raport cu direcţiile celor 3 axe de coordonate: X-X, Z-Z, Y-Y. Dacă va fi exclusă posibilitatea de rotire a axului giroscopului n jurul unei din axele   Y-Y sau Z-Z, atunci giroscopul va avea 2 grade de libertate, deoarece poziţia lui se va determina prin 2 unghiuri de rotire n jurul a numai 2 axe.

1

Dacă se exclude posibilitatea rotirii n jurul axelor Y-Y şi Z-Z atunci giroscopul va avea un singur grad de libertate şi va deveni un corp care se va roti n jurul axei principale X-X.

        Giroscopul cu 3 grade de libertate asupra căruia nu acţionează nici un fel de moment ale forţelor exterioare, se numeşte, n mod convenţional, giroscop liber.

        Pentru ca giroscopul să fie liber este necesar ca el să aibă un punct de suspensie care să coincidă cu centrul său de greutate. n acest caz, momentul forţelor de gravitaţie va fi egal cu 0 pentru orice inerţie a axelor.

        Punctul de suspensie sau centrul giroscopului este chiar punctulde intersecţie a celor 3 axe de coordonate.

        n jurul acestui punct se execută:

-      mişcarea de rotaţie a giroscopului n jurul axei principale, sau n jurul axei X-X,

-      mişcarea axei principale n plan vertical n jurul axei Y-Y;

-      mişcarea axei principale n plan orizontal n jurul axei Z-Z.

 

1.  Proprietăţile giroscopului liber

 

Giroscopul liber, pus n funcţiune, are 2 proporietăţi: inerţia şi

precesia.

 

        Inerţia giroscopului liber

 

Dacă giroscopulului i se va imprima o mişcare de rotaţie cu o viteză

mare, se va observa că axul lui principal capătă „stabilitate”, adică şi va menţine direcţia principală n raport cu spaţiul interstelar. n această situaţie, n timpul rotirii suportul cu suspensia cardanică ntr-o anumită direcţie, axul principal şi menţine direcţia principală, iar dacă se aplică o forţă de deviere a axului principal de la această direcţie iniţială se observă că giroscopul va opune o rezistenţă nsemnată.

Tendinţă giroscopului de aşi păstra n mod constant poziţia lui iniţială

n spaţiu este rezultatul acţiunii legii momentelor cantităţii de mişcare.

Prin definiţie, n cazul giroscopului liber, momentul M al forţelor

exterioare, inclusiv momentul produs de forţa de gravitaţie, trebuie să fie egală cu 0.

n această situaţie relaţia care exprimă legea momentelor cantităţii

de mişcare se notează astfel:

 

dH = M = U = 0

adică viteza extremităţii vectorului momentului cinetic este egală cu 0, deci H nu se modifică, rămnnd constant ca mărime şi direcţie.

        Acest fenomen reprezintă prima proprietate a giroscopului cunoscut sub numele de inerţia giroscopului.

        De reţinut că această direcţie invariabilă a axului giroscopului se menţine faţă de stele şi nu faţă de pămnt, a cărui forţă de rotaţie nu produce nici un moment al forţelor exterioare şi deci nu influenţează cu nimic direcţia axului.

 

 

 

        Precesia giroscopului

 

La un giroscop cu 3 grade de libertate se constată că, dacă este

supus acţiunii mai multor momente deviatoare, fiecare dintre ele provoacă o mişcare de deplasare a axei asupra căreia se exercită ntr-o direcţie perpendiculară pe direcţia forţei care acţionează asupra unui din capetele axei.

Mişcarea giroscopului datorită acţiunii momentului forţei deviatoare

exterioare, care se transmite n direcţie perpendiculară pe direcţia n care acţionează forţa se numeşte mişcarea de precesie sau precesia giroscopului.

Pentru nţelegerea mişcării de precesie a giroscopului cu 3 grade de

libertate, al cărui rotor are o viteză unghiulară n jurul axei X-X şi un moment de rotaţie Mr, se presupune că n punctul A al inelului cardanic interior se exercită o forţă exterioară F, al cărui moment deviator Md = F.R., tinde să rotească axa principală X-X a giroscopului n jurul axei Y-Y cu o viteză unghiulară ωy. Sub acţiunea momentului deviator Md şi a momentului de rotaţie Mr se produce mişcarea de precesie a giroscopului, adică rotirea inelului cardanic exterior n jurul axei Z-Z, cu viteza unghiulară ω. Deci, apare un cuplu care provoacă această mişcare de precesie şi a cărui moment se numeşte momentul giroscopic (Mg).

        Sensul mişcării de precesie (adică al vectorilor ω şi Mg) se determină, ştiind că giroscopul tinde să-şi rotească axa sa principală n direcţia mişcării unghiului dintre vectorul momentului de rotaţie Mr şi vectorul momentului deviator Md.

Referat oferit de www.ReferateOk.ro
Home : Despre Noi : Contact : Parteneri  
Horoscop
Copyright(c) 2008 - 2012 Referate Ok
referate, referat, referate romana, referate istorie, referate franceza, referat romana, referate engleza, fizica