Movimiento De Un Giroscopio Libre Y No Libre

Movimiento de un
giroscopio libre y no
libre

Rotación de un giróscopo no libre



Si reducimos en uno los grados de libertad de un giroscopio lo
fijamos de manera que n pueda rotar en torno a unos de sus ejes, al
girar alrededor de otro eje el giroscopio no se resistirá , sino se
comportara como un cuerpo ordinario girando bajo la acción e una
fuerza en sentido de sus acción.



Fijemos eleje horizontal del giroscopio, entonces después d e un
impulso, el giroscopio rotara entorno a su eje vertical.



Y si fijamos el eje vertical, el giroscopio se moverá en torno al eje
horizontal,
con posterioridad al impulso.

Motivo del comportamiento.


El motivo de tal comportamiento radica en que el momento de las
fuerzas necesario para hacer girar el momento de la cantidad de
movimiento(oel eje del giroscopio), se origina por la presión del
cojinete del aquel eje, alrededor del cual puede girar la varilla con el
giroscopio y no por las fuerzas aplicadas desde el exterior .



Supongamos que con ayuda de una varilla presionamos en
dirección horizontal sobre la varilla con el giroscopio .luego si este
fuese libre, se pondría a girar alrededor de su eje horizontal de tal
manera queel anillo con el giroscopio descendería, porque el
momento de la fuerza de la varilla Mv esta dirigido hacia abajo.



Sin embargo, el caso de estar fijado el eje horizontal, el cojinete del
eje vertical impediría este movimiento, como se muestra
esquemáticamente, el cojinete presionara el eje vertical con fuerzas
F y F”,cuyo momento es perpendicular al plano horizontal, y su
acción proporcionarael desplazamiento de la varilla en dirección en
que actúa la fuerza de la varilla.



Ahora fijemos el eje vertical de la varilla del giroscopio y
coloquémoslo sobre un disco giratorio, afianzando bien la base del
giroscopio al disco, entonces hacemos rotar el disco, y el giroscopio,
nos podemos cerciorar que los sentidos de rotación del giroscopio y
el disco coinciden.
¿pero como es que sucedeesto ?

la explicación es muy sencilla: durante la rotación del disco al
giróscopo le transmite a través del soporte y del eje vertical el
momento de las fuerzas , cuya dirección es paralela al eje de rotación
del disco giratorio.



Este momento solo puede promover la rotación alrededor del eje horizontal hasta que el
eje de rotación del giroscopio no coincida en dirección con el momento M osea, con la
dirección del eje de rotación del disco, o hasta que la varilla del giroscopio no llegue al
tope.



ahora fijemos el soporte sobre un plano inclinado, que esta sobre un disco giratorio, y
fijemos el eje horizontal de manera que el giroscopio solo pueda girar alrededor de su eje
Y y su eje vertical, pues el giroscopio montado sobre la dispositivo se vera actuado por el
momento de lasfuerzas que siempre se encuentra en el plano vertical que pasa por el eje
de rotación del disco, en efecto tenemos que descomponer la W en sus componentes
rectangulares Wh y Wv, vemos que el Wv esta en la dirección del eje vertical y por ser
libre no influye, y el Wh da origen al momento M que coinciden en dirección, la que
obligatoriamente se encuentran en los planos indicados anteriormente.

En efecto si se hace variar la rotación del disc, el giroscopio da vueltas en sentido
contario, pues este dispositivo tiene muchas aplicaciones basadas en estos principios
físicos.

Rotación de un giroscopio libre


 
Es
el caso de un giroscopio fijo en su centro de masa CM , sin
restricciones con respecto a sus ejes vertical y horizontal, siendo el
momento de todas las fuerzas igual a cero( ).siendo esto asi, se cumple que N=(cantidad de movimiento
angular)


Y en base a la ecuación de N, en base a un sistema de rotación no
inercial es:
como
entonces la ecuación queda expresada :



 La ecuación anterior describe por completo el movimiento de un
cuerpo solido en rotación libre, fijo en el punto del centro de masa.
El vector N consta de constancia e inmovilidad en el espacio pero...