Giroscopios

Un poco más de historia
Aunque ya hemos hablado de las bases históricas de los giroscopios, a cada momento hemos encontrado información muy curiosa que puede ser de gran interés al lector. Recomendaríamos mucho su lectura, aunque sea con fines culturales solamente.
Antecedentes
1743- Se utiliza por primera vez el sextante de Searson, este consiste en un trompo con un espejo arriba, a través deél y un sextante se debía encontrar el sol y al tomar mediciones calcular el ángulo de este y así saber la posición real del horizonte (muy útil en condiciones de niebla o de lluvia a lo lejos)
1817- Johann Bohnenberger “descubre” el giroscopio al experimentar con cuerpos en rotación, sin embargo aún no lo llama de ninguna manera.
1852- Jean Bernard Leon Foucault utiliza por primera vez eltérmino giroscopio y realiza varios experimentos con él.
1904- H. Anschütz-Kaempfe patenta la primera brújula giroscópica.
1908- se utiliza por primera vez el giroscopio para estabilizar un barco en Inglaterra.
1916- Se utiliza el primer horizonte artificial con funcionamiento giroscópico.
En una sección posterior hablaremos sobre los usos más modernos del giroscopio.


Investigaciónteórica
Aunque los temas que abarcan los fenómenos del giroscopio pueden ser muy extensos e incluso complejos, para efectos de este reporte (y también por nuestra comprensión del tema) mantendremos la parte teórica muy simple.
Un giroscopio resulta de un fenómeno de la naturaleza que se denomina conservación del momento angular, este fenómeno se describe como la resistencia de un cuerpo que rota acambiar la posición de su eje de giro.
Aunque bajo esta descripción cualquier cuerpo que gira puede ser un giroscopio, el fenómeno de la conservación del momento angular obedece a ciertas condiciones, la principal es que el cuerpo gire a gran velocidad.
Otra condición muy importante es la cantidad de masa que tenga el objeto, y la distancia que esta tenga respecto al eje de giro.
Entre otrascircunstancias, estás dos son determinantes para que un cuerpo pueda ser un giroscopio y presentar muchos otros fenómenos que resultan de la conservación del momento angular, como son la precesión y la nutación.
La precesión es un fenómeno asociado a cualquier cuerpo que gira sobre un eje no fijo, ocurre entre los puntos de máximo y mínimo momento de inercia y consiste en trayectorias circularesseguidas por el eje de rotación de un cuerpo. En un trompo se observa claramente cuando este comienza a “bailar”.
La nutación es otro fenómeno asociado a este tipo de movimiento y consiste en pequeñas ondas que el eje va describiendo durante el recorrido de la precesión.
Precesión Nutación

Cálculo
A continuación se definen algunos conceptos requeridos para el cálculo del momento angular,así como las definiciones que nos harán comprenderlo.
Momento Angular
El momento angular para un cuerpo rígido que rota respecto a un eje, es la resistencia que ofrece dicho cuerpo a la variación de la velocidad angular. En el SI, sus unidades son kg•m²/s.
Se le denomina con la letra L y se obtiene mediante el producto cruz entre el vector r y el vector p.
El vector r no es más que el vectorque une al centro de giro con una masa puntual, mientras que el vector p llamado momentum o ímpetu, es el producto entre la masa y la velocidad en un instante determinado
L = r x p = r x mv
Al resultar de un producto cruz, el vector L es perpendicular al radio de giro y a la velocidad. Siendo paralelo al eje de giro.
Momento de Fuerza
Cuando se deriva el momento angular respecto al tiempo, seobtiene un vector M denominado “momento de fuerza”.
Cuando el momento angular es máximo, va en la misma dirección que el momento de fuerza, pero conforme avanza el tiempo y se pierde velocidad, ambos vectores se van desfasando, este desfase es la precesión y la velocidad de precesión se calcula como
Velocidad de precesión= Ω= M/L
Conservación del momento angular
Como dijimos antes, los...