El giroscopio. inercia giroscópica

DEFINICIONES:

GIRÓSCOPO.- También llamado giroscopio, cualquier cuerpo en rotación que presenta dos propiedades
fundamentales: la inercia giroscópica o 'rigidez en el espacio' y la precesión, que es la inclinación del eje en
ángulo recto ante cualquier fuerza que tienda a cambiar el plano de rotación. Estas propiedades son inherentes
a todos los cuerpos en rotación, incluida la Tierra. Eltérmino giróscopo se aplica generalmente a objetos
esféricos o en forma de disco montados en un soporte cardánico, de forma que puedan girar libremente en
cualquier dirección; estos instrumentos se emplean para demostrar las propiedades anteriores o para indicar
movimientos en el espacio. A veces se denomina girostato a un giróscopo que sólo puede moverse en torno a
un eje de giro. En casitodas sus aplicaciones prácticas, los giróscopos están restringidos o controlados de esta
forma. A veces se añade el prefijo giro al nombre de la aplicación, por ejemplo giroestabilizador o giropiloto.
Inercia giroscópica

La rigidez en el espacio de un giróscopo es consecuencia de la primera ley del movimiento de Newton, que
afirma que un cuerpo tiende a continuar en su estado de reposo omovimiento uniforme si no está sometido a
fuerzas externas. Así, el volante de un giróscopo, una vez que empieza a girar, tiende a seguir rotando en el
mismo plano en torno al mismo eje espacial. Un ejemplo de esta tendencia es una peonza en rotación, que
tiene libertad para moverse en torno a dos ejes además del eje de giro. Otro ejemplo es una bala de fusil, que
al girar en torno a su eje duranteel vuelo presenta inercia giroscópica, y tiende a mantener una trayectoria más
recta que si no girara. La mejor forma de mostrar la rigidez en el espacio es mediante un modelo de giróscopo
formado por un volante montado sobre anillos de forma que el eje del volante pueda adoptar cualquier ángulo
en el espacio. Por mucho que se mueva, incline o ladee el giróscopo, el volante mantendrá su planode
rotación original mientras siga girando con suficiente velocidad para superar el rozamiento de los rodamientos
sobre los que va montado.

Los giróscopos constituyen una parte importante de los sistemas de navegación automática o guiado inercial
en aviones, naves espaciales, misiles teledirigidos, cohetes, barcos y submarinos. Los instrumentos de guiado
inercial de esos sistemas incluyengiróscopos y acelerómetros que calculan de forma continua la velocidad y
dirección exactas del vehículo en movimiento. Estas señales son suministradas a un ordenador o computadora,
que registra las desviaciones de la trayectoria y las compensa. Los vehículos de investigación y misiles más
avanzados también se guían mediante los llamados giróscopos láser, que no son realmente dispositivosinerciales, sino que emplean haces de luz láser que giran en sentido opuesto y experimentan modificaciones
cuando el vehículo cambia de dirección. Otro sistema avanzado, denominado giróscopo de suspensión
eléctrica, emplea una esfera hueca de berilio suspendida en un soporte magnético. En los siguientes párrafos
nos referiremos al giróscopo convencional.

PRECESIÓN.- Cuando una fuerza aplicada a ungiróscopo tiende a cambiar la dirección del eje de rotación, el eje se desplaza
en una dirección que forma un ángulo recto con la dirección de aplicación de la fuerza. Este movimiento es
causado a la vez por el momento angular del cuerpo en rotación y por la fuerza aplicada. Un ejemplo sencillo
de precesión se puede observar en un aro infantil. Para hacer que el aro dé la vuelta a una esquina,no se aplica
una presión a la parte delantera o trasera del aro, como podría esperarse, sino sobre la parte superior. Esta
presión, aunque se aplica en torno a un eje horizontal, no hace que el aro se caiga, sino que realice un
movimiento de precesión en torno al eje vertical, con lo que el aro da la vuelta y sigue rodando en otra
dirección.

APLICACIONES DEL GIROSCOPIO.- La inercia...