ジャイロ効果について。

ジャイロ効果について。

垂直に固定した鋼板に取り付けた駆動軸に大型のフライホイールを取り付けます。
フライホイールの重量によって鋼板はフライホイール側に傾こうとしています。
フライホイールを高速で回転させた場合、傾いていた筈の鋼板が、垂直に戻ろうとする事は有り得る現象なのでしょうか？
有り得るとすると、ジャイロ効果で鋼板に掛る重量が変化すると言う事なのでしょうか？

No.3 回答者： prop_and_jet 回答日時： 2011/05/17 21:43

重さで鋼鈑が傾いてしまっているのなら、その形状がそのフライホイールの「台」となります。

その時点から、フライホイールを回転させ始めますと、その状態での「ジャイロ効果」が生じますので、“その回転軸で留まろう”という現象が生じます。


ただし地球は自転していますので、ジャイロスコープは本来、24時間で１回転するものです。

この方向と、鋼鈑の起きようとする方向とが合っていれば、当然、起きてくることは自然のことです。


ただし、鋼鈑は、3軸ジンバルではありませんので、そのうち動きに制限が生じるでしょう。

そしてこの場合、外からの入力に対して90度遅れて作用する ジャイロスコピック プリセッション という現象によって動こうとします。




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＞傾いていた筈の鋼板が、垂直に戻ろうとする事は有り得る現象なのでしょうか？

例えば赤道上で、南北方向に立てた鋼鈑の、東側にフライホイールを取り付けて東側に傾いているものを高速回転させれば、

地球の自転と共に起きてきて、反り返ろうとするでしょうね。



＞ジャイロ効果で鋼板に掛る重量が変化すると言う事なのでしょうか？

重量は変化しません。

例えば、エレベーターの様に縦にレールで繋がれて倒れない箱の、どこを吊っても重さは変わらないのと同じです。


ジャイロスコープは 回転軸が動かないだけであり、軽くなったりはしません。

No.2 回答者： foomufoomu 回答日時： 2011/05/17 21:25

すでに傾いてしまった鋼板が元に戻ることはありませんが、

傾かないうちに、ホイールを回転させれば、鋼板が傾かないようにすることはできるのかもしれません。
こまの曲芸や地球ごまで、こまの軸を水平にして回転させ、軸の一端だけで支えるというのがあります。
ただ、この場合、こま全体が支点を中心に鉛直軸まわりに回転する（回転力が発生する）ので、鋼板にホイールの軸を垂直に固定（回転だけできる）してしまったら、ダメなのかもしれません。

＞有り得るとすると、ジャイロ効果で鋼板に掛る重量が変化すると言う事なのでしょうか？
鉛直方向の力に変化はありません。
鋼板にかかる「力のモーメント」が変化します。

No.1 回答者： yokkun831 回答日時： 2011/05/17 19:53

>垂直に戻ろうとする事は有り得る現象なのでしょうか？

残念ながらそれはあり得ません。ジャイロ効果というのは，傾こうとするとき鋼板をねじるようなトルクを生じるということです。すでに傾いている回転軸を水平にもどすような作用はありません。ジャイロ効果は本来角運動量保存によって回転軸を保とうとするはたらきの結果生じるものですから，初めから傾いている回転軸は傾いたまま保持しようとします。