
Pörgettyű (giroszkóp)
A giroszkóp (más néven pörgettyű) a fizikából ismert perdületmegmaradás törvényét demonstráló eszköz. A legegyszerűbb változata egy tengely körül szabadon forgó lendkerékből áll. Amikor a kerék forgása közben az eszközt a tengelyre merőleges erőhatás éri, az eszköz „meglepő módon” a tengelyre és a külső erőhatásra egyaránt merőleges irányban fordul el. Giroszkópokat gyakran alkalmaznak iránytűk helyett vagy azok kiegészítéseként (hajókon, repülőkön, űreszközökön). Ha ugyanis az eszközt további két tengellyel látjuk el úgy, hogy a három tengely egymásra kölcsönösen merőleges legyen, hogy a giroszkóp tetszőleges irányba szabadon el tudjon fordulni, akkor a pörgő kerék megőrzi forgási tengelyének eredeti irányát, függetlenül attól, hogy a kerete hogyan fordul el (ld. ábra). A giroszkóp használható a stabilitás fokozására is. A legközismertebb ilyen előfordulása a kerékpár kereke, amelynek forgása megakadályozza, hogy a bicikli feldőljön. Minél gyorsabban forog a kerék, annál stabilabb a jármű. Minden biciklista tudja, hogy ha a kerékpár megdől, akkor a pörgettyűhatás a kormányt elfordítja: azaz a kerék tengelye az erőhatásra merőleges irányban fordul el. Hasonló funkciót látnak el a giroszkópok precíziós műszerekben és más járműveken is. Ugyanez az alapelve számos közismert játéknak is, mint például a jojónak, a búgócsigának, a frizbinek, vagy a mostanában egyre népszerűbb kézi girónak, és még számos példát lehetne felhozni.
Forrás: https://hu.wikipedia.org/wiki/Giroszk%C3%B3p, 2015.06.30.
a) Definiálja a perdület fogalmát, és adja meg az SI mértékegységét!
b) Milyen összefüggéssel tudjuk meghatározni egy forgó henger (pl. lendkerék) perdületét?
c) Mit mond ki a perdületmegmaradás törvénye?
d) Mutassa be a búgócsiga „működését” az ismertetett elvek alapján!
e) Magyarázza el, miért nem esünk el a biciklivel, mikor elengedett kormánnyal kerékpározunk! Milyen módon tudunk ebben az esetben kanyarodni?
f) Mutassa be a jojó működését!