Movimento giroscopico

Ensaio Laboratorial de Mecânica Aplicada 2 Movimento Giroscópico

1. Introdução O giroscópio consiste num disco solidário com um eixo normal que, por sua vez, está montado num aro, num plano transversal do disco que, por sua vez, pode girar em torno de outro eixo, no plano longitudinal. O giroscópio foi inventado em 1850 por Jean Bernard Léon Foucault (1819 - 1868), que o utilizou para mostrar que a Terra, de facto, gira sobre seu próprio eixo. A rotação do disco a alta velocidade confere ao mecanismo duas propriedades importantes que o tornam bastante útil, em diversas aplicações: - a primeira resulta do facto de o vector do momento angular resultante ser constante e ter a direcção do eixo de suporte do disco, quando este não está sujeito a momentos. Portanto, o eixo do giroscópio tem uma direcção invariável no espaço, em relação a um referencial de inércia. Assim, se o eixo estiver na horizontal, ele efectuará, aparentemente, uma revolução no sentido contrário à rotação da Terra. O movimento é aparente porque a direcção do eixo é invariável e o que roda é a Terra. Esta propriedade permitiu Foucault mostrar que a Terra roda em torno do seu próprio eixo. Esta propriedade justifica a utilização em plataformas de inércia, giro-bússulas e outros instrumentos de navegação, dando-se, como exemplo, o aparelho de Aubry que estabiliza o movimento de um torpedo num plano horizontal, em que o eixo do giroscópio coincide com a direcção do alvo. Se o torpedo, num dado instante, é desviado do seu percurso, o giroscópio, ao retomar a direcção original, actua, através de mecanismos reguladores, sobre o leme do torpedo, obrigando este a retomar a direcção pré-estabelecida.

- a segunda, denominada precessão, é observada, por exemplo, quando o giroscópio é sujeito a uma rotação que tende a alterar a direcção do seu eixo. Quando a intersecção dos dois eixos, o de rotação e o do referencial, não coincide com o centro de gravidade, o eixo do giroscópio descreve uma trajectória