Análise Qualitativa do Giroscópio

Experimento 3: Análise Qualitativa do Giroscópio

Aula: 11/04/2012

Introdução Teórica:

Giroscópio foi inventado por Jean Bernard Léon Foucault em 1852 e é um dispositivo usado na orientação de navios, aviões e espaçonaves. Um giroscópio é basicamnte uma roda livre para girar em qualquer direção com a propriedade de se opor a qualquer tentativa de mudar sua direção original. Um exemplo facilmente observável é que, ao girar a roda de uma bicicleta no ar e tentar mudar a direção de seu eixo bruscamente, percebe-se uma enorme resistência. A estrutura do giroscópio consiste de um corpo em forma de polia, bastante pesado, com sua massa homogeneamente distribuída. Esta polia gira sobre um eixo cujos extremos, com pontas finas, são suportadas por mancais de pedras duras (rubis, por exemplo), ou encaixadas dentro de rolamentos com esferas de precisão. Os primeiros modelos do giroscópio apresentavam uma falha devido ao atrito que cessava o movimento de rotação após um certo intervalo de tempo. Em consequência dessa falha, durante muito tempo o giroscópio foi usado somente para demonstrações. A solução encontrada foi a utilização de motores elétricos em fins do século XIX. A partir de entao, o giroscópio passou a ser utilizado como um instrumento de controle, e atualmente seu uso é indispensável para a navegação marítima e aérea. Com base no giroscópio, construíram-se vários aparelhos aparelhos. Dentre eles o giropiloto, que tem a função de manter uma embarcação automaticamente dirigida segundo um rumo predeterminado, sem o controle humano direto. Há duas maneiras de se determinar o momento de inércia do giroscópio. A primeira de maneira é através da conservação da energia mecânica. Supondo que o eixo do giroscópio seja fixo de forma que ele apenas possa girar em torno do seu próprio eixo de rotação. Se uma massa de peso P = mg for