Лабораторная установка.

Главная часть установки представляет собой достаточно массивный диск, насаженный на вал электродвигателя, с помощью которого он и раскручивается до большой угловой скорости ω. Диск вместе с валом и является гироскопом.

Электродвигатель гироскопа подключается к генератору переменного тока с регулируемой частотой. Плавная регулировка частоты позволяет плавно изменять угловую скорость гироскопа ω. На рис.4 приведено схематическое изображение исследуемого гироскопа. Электродвигатель здесь не изображен, чтобы не загромождать схему. Гироскоп Г представлен пунктирным диском с пунктирным валом В. Так как гироскоп раскручивается до высоких скоростей (2000-3000 оборотов в минуту), то из соображений безопасности он помещен в прочный закрытый металлический кожух К с двумя полыми стержнями С, внутри которых в подшипниках вращается вал В гироскопа.

Подвеска гироскопа позволяет оси гироскопа СС вместе с кожухом свободно поворачиваться вокруг горизонтальной оси OX благодаря шарнирам Ш и вокруг вертикальной оси OZ благодаря свободным поворотам вилкообразного держателя Д в вертикальной стойке. При возникновении прецессии держатель поворачивается вокруг OZ вместе со всем гироскопом.

Для нарушения равновесия оси гироскопа и создания “опрокидывающего” момента силы в установке имеется цилиндр Ц, который надевается на правый или левый стержень С. Изменяя расстояние от стенки кожуха до цилиндра Ц, можно изменять плечо силы тяжести цилиндра, а следовательно, и момент силы (как уже было показано на рис.2) Для установки цилиндра или перемещения его в другое положение нужно на время остановить прецессию – это делается с помощью стопорного винта СВ в вертикальной стойке прибора. При закручивании стопора СВ прецессия прекращается и ось гироскопа “опрокидывается”; для восстановления прецессии нужно, поддерживая руками стержни С, установить их горизонтально, закрепить цилиндр Ц и затем отпустить стопорный винт.

Второй частью установки является электронный блок, который представляет собой генератор переменного тока, питающий электродвигатель гироскопа. Поскольку гироскоп обладает большой инерционностью (большим J), то быстро установить скорость вращения невозможно. Поэтому электронный блок очень медленно увеличивает (или уменьшает) частоту вращения, постепенно приближая ее к заданному пределу, который устанавливает экспериментатор. На передней панели электронного блока выведено световое табло, на котором высвечивается заданный предел и частота в данный момент времени, которая постепенно приближается к этому пределу.

Угловую частоту прецессии можно легко определить наблюдая за поворотом гироскопа и измеряя угол прецессии ψ за единицу времени. Для этого на держателе Д укреплена 360⁰-шкала (не изображенная на рис.4). Но в данной схеме предусмотрена другая возможность. Измерение угловой скорости прецессии Ω производится самим электронным блоком, имеющим свой встроенный электронный секундомер, при этом значение Ω непосредственно в радианах в секунду выводится на второе световое табло.

Таким образом, измерение частоты вращения гироскопа и угловой скорости его прецессии производится в автоматическом режиме. Показания высвечиваются на двух табло.