刚体陀螺演示进动性和定轴性
刚体陀螺实验仪
1适用课程:
一个绕对称轴高速旋转的飞轮转子叫陀螺。将陀螺安装在框架装置上,使陀螺的自转轴有角转动的自由度,这种装置的总体叫做陀螺仪。
惯性传感器原理、惯性导航原理、导航制导与控制、飞行控制原理、无人机实训实验、基础力学、刚体力学、陀螺力学、理论力学、新型传感器原理及应用等。
2 实验原理
陀螺仪被用在飞机飞行仪表的心脏地位,是由于它的两个基本特性:一为定轴性(inertia or rigidity),另一是进动性(precession),这两种特性都是建立在角动量守恒的原则下。
2.1 定轴性
当三自由度陀螺转子高速旋转后,若不受外力矩的作用,不管基座如何转动,支撑在万向支架上的 陀螺仪自转轴指向惯性空间的方位不变,这种特性叫“定轴性”。如果我们以地球为基准,则可以认为三自由度陀螺相对于地球运动,这种运动称为陀螺的假视运动或视在运动。视在运动是陀螺稳定性的表现。
其惯性随以下的物理量而改变:
1)转子质量愈大,转动惯量I愈大;
2)转子旋转半径愈大,转动惯量I愈大;
3)转子旋转速度愈高,转动惯量I愈大;
2.2 进动性