Giroscópios

Está acontecendo em nossa cidade a Semana Nacional de Ciência e Tecnologia (de 13 a 19/10). Há diversos stands com atividades para todas as idades. Dentre elas, o giroscópio! ^^

Como funciona?

Os giroscópios podem ser objetos muito intrigantes, pois se movem de formas peculiares e parecem desafiar a gravidade. Estas propriedades especiais fazem do giroscópio um objeto extremamente importante, sendo usado em nossa bicicleta e até em sistemas de navegação avançados como naves espaciais. Um avião comum usa uma média de uma dúzia de giroscópios, desde uma bússola até um piloto automático. A estação espacial russa Mir usava 11 giroscópios para manter sua orientação com o sol, e o telescópio espacial Hubble possui também muitos giroscópios. Efeitos giroscópios são também usados em brinquedos como ioiôs e frisbees.

A principal e importante característica dos giroscópios é chamada de RIGIDEZ Giroscópica ou RIGIDEZ no Espaço ou INÉRCIA Giroscópica que nada mais é do que a resistência que o corpo girante oferece em mudar sua posição no espaço quando gira. É esta resistência que mantém a patinadora em equilíbrio durante sua rotação, mantém o pião girando sem cair, mantém a moto sem piloto em pé, mantém o pneu em pé enquanto girar e mantém o ioiô alinhado no curso da linha.

A 1° Lei de Newton justifica claramente a RIGIDEZ como: UM CORPO QUE ESTÁ EM REPOUSO TENDE A PERMANECER EM REPOUSO. UM CORPO QUE ESTÁ EM MOVIMENTO TENDE A PERMANECER EM MOVIMENTO UNIFORME A MENOS QUE UMA FORÇA EXTERNA MODIFIQUE SEU ESTADO.

Outra característica importante dos giroscópios é que quando aplicamos uma força qualquer no sentido de mudar o plano de rotação o giroscópio responderá com uma reação como se a força tenha sido aplicada exatamente a 90° da força de origem do movimento e no sentido da rotação do giroscópio. Em resumo a reação será sempre adiantada 90° e no sentido da rotação. Esta reação do giroscópio produz um movimento de rotação cônico chamado de PRECESSÃO que é um movimento também realizado pelo nosso planeta Terra. Para visualizar este movimento lembre-se do pião quando reduz sua rotação e ainda girando, porém parado no mesmo lugar e começa descrever um giro de trajetória cônica com o vértice do cone coincidindo com a agulha do pião no solo e o eixo vertical do pião afastado cada vez mais da vertical do local. Lembre-se só existirá precessão se persistir a força aplicada ao corpo girante, 1° lei de Newton.

A 2° lei de Newton satisfaz a precessão assim: A MUDANÇA DE UM MOVIMENTO EXPERIMENTADO POR UM CORPO É PROPORCIONAL E NO MESMO SENTIDO DA FORÇA APLICADA A ESTE CORPO.

A lógica do movimento do pião ou do giroscópio é a mesma bastando observar a posição do centro do CG centro de gravidade: atenção, se tivermos um pião no solo obviamente o CG estará acima do ponto de apoio (agulha) neste caso o movimento de PRECESSÃO será no sentido de rotação do pião. (É o caso da Terra) Por outro lado se o CG estiver abaixo do ponto de fixação (pião girando de cabeça para baixo fixado ao teto) neste caso a PRECESSÃO será de sentido contrário ao de rotação do pião.

Acompanhe comigo… por lógica se tivermos o ponto de apoio do giroscópio nem acima nem abaixo e sim junto com o CG centro de gravidade do pião não teremos nenhum braço de alavanca para modificar o estado de rotação do giroscópio, estando então este corpo (giroscópio) em equilíbrio indiferente, pois a gravidade atuará sobre o corpo sem produzir nenhum momento, portanto sem movimento de PRECESSÃO. Então o GIROSCÓPIO ELEMENTAR é assim com o CG e ponto de apoio em um só local em seu eixo eliminando-se então o movimento cônico de PRESSEÇÃO.

Fonte: http://diariodebordohofmann.blogspot.com.br/2012/07/giroscopio-entenda-definitivamente-como.html