4. Con quay hồi chuyển là một thiết bị dùng để đo
đạc hoặc duy trì phương hướng, dựa trên các
nguyên tắc bảo toàn mô men động lượng.
Thực chất, con quay cơ học là một bánh xe hay
đĩa quay với các trục quay tự do theo mọi hướng.
7. Nguyên lí hoạt động
Con quay hồi chuyển hoạt động dựa trên các nguyên tắc
bảo toàn mô men động lượng.
•
Con quay hồi chuyển đặc trưng bởi một số ứng xử
như tiến động và chương động.
8. Tiến động hay tuế sai, là hiện tượng trong đó trục của vật thể quay (ví dụ
một phần của con quay hồi chuyển) "lắc lư" khi mô men lực tác động lên
nó.Trong hiện tượng này, khi một vật thể xoay tròn, trục của nó nghiêng
và quay theo vòng tròn ngược hướng với hướng quay của vật thể.Trên
chuyển động này, vận tốc góc luôn vuông góc với mô men lực.
Tiến động
Trong trường hợp của con quay trên mặt đất, nếu trục không vuông góc tuyệt
đối với mặt đất, mô men xoắn gây ra bởi lực của trọng trường của Trái Đất có xu
hướng làm đổ nó. Nhưng con quay không đổ nhờ vào chuyển động tiến động.
9. Chương động
Chương động là chuyển động không đều rất nhỏ trong
trục tự quay của con quay hồi chuyển.
10. Ứng dụng
Trong các hệ định vị quán tính nơi mà la bàn từ
không thể hoạt động hay không đạt đủ độ chính
xác, hay đối với sự ổn định hóa của các thiết bị
bay như máy bay trực thăng được điều khiển
bằng tín hiệu radia hoặc máy bay không người
lái,...
11. 1. Bánh xe đạp
Nhờ có tiến động, bánh xe đạp
dường như có khả năng chống lại
trọng lực!
12. Xét riêng bánh xe đạp, bánh xe chuyển động quanh trục của nó với lực
F hướng xuống và momen xoắn (torque) hướng ra theo hướng trục
quay, vuông góc với lực F. Lực F tác động càng lớn, momen động lượng
(angular momentum) càng lớn theo phương của momen xoắn.
13. Xét cả hệ bánh xe và dây thừng, lực tác dụng
trong trường hợp này là trọng lực, momen xoắn tác
dụng lên trục bánh xe tạo ra momen động lượng
vuông góc, khi ta buông tay ra, cả hệ bánh xe sẽ
đánh võng để đi về trạng thái cân bằng (do ma
sát).
14. Xét cả hệ bánh xe và dây thừng, khi ta quay bánh
xe bành tác động 1 lực nhẹ để tạo momen xoắn
theo hướng vuông góc với momen động lượng,
bánh xe sẽ chuyển động như lơ lửng trên không.
