Differenze tra le versioni di "Effetto giroscopico"

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{{W|fisica|luglio 2008|firma=[[Utente:Maquesta|<span style="font-family:Kristen ITC, serif; color:#b470e2">Maquesta</span>]] <sup>'''[[Discussioni utente:Maquesta|<span style="font-family:Kristen ITC, serif; font-size:90%; color:#7077e2">Belin</span>]]'''</sup> 15:09, 1 lug 2008 (CEST)}}
===Generalità===
'''L'effetto giroscopico''' nasce quando l'asse intorno al quale un corpo sta ruotando viene sollecitato a spostarsi da una forza che agisce su uno qualsiasi dei piani che contengono l'asse di rotazione.
Allora si osserva che lo spostamento dell'asse, che inerzialmente non avverrebbe senza la sollecitazione, non si verifica nel piano della coppia, come sarebbe intuitivo aspettarsi, ma in un piano a 90°.
La forza necessaria per realizzare lo spostamento, o per meglio dire il suo "momento", è tanto maggiore quanto maggiore è il momento angolare del sistema rotante. Il momento angolare si ottiene moltiplicando il momento di inerzia per la velocità di rotazione. Ne deriva che masse relativamente piccole ma con velocità di rotazione molto alte saranno più restie a variare l'inclinazione del proprio asse: è il fenomeno noto come "tenacia degli assi di rapida rotazione".
 
===La trottola===
'''L'effetto giroscopico''' ha una formulazione matematica non semplice per chi non si intende di fisica perchè si basa su un algoritmo di tipo vettoriale. Comunque i fenomeni ad esso legati sono noti all'uomo sicuramente da tempo anteriore alla formalizzazione della legge fisica.
Basti per tutti l'esempio della '''trottola'''.Per vederne l'effetto la trottola deve essere in rotazione, da cui la presenza dell'ingrediente fondamentale dell'effetto giroscopico, quello di una massa in rotazione intorno a un suo asse. Il secondo ingrediente è l'effetto perturbatore, ossia la coppia che tende a far inclinare l'asse di rotazione: è il peso della trottola, applicato nel suo baricentro; se la trottola non ruotasse, si adagerebbe non appena fosse lasciata. Invece, per l'effetto giroscopico innescato dalla rotazione, la trottola anzichè cadere inclina il suo asse secondo un piano a 90° rispetto a quello di caduta. In questa nuova posizione, sempre agente il peso, c'è un nuovo piccolo spostamento di 90° e così di seguito, per cui l'asse della trottola non cade, ma descrive un cono dato dall'insieme di tanti piccoli spostamenti a 90° l'uno rispetto all'altro che la mantengono eretta. Mano a mano che la rotazione si smorza, per via dell'attrito, i movimenti si fanno sempre più ampi, il cono sempre più aperto fino alla caduta.
 
=== Bicicletta / Motocicletta ===
Altro esempio notevole di effetto giroscopico è il mantenimento dell'equilibrio sulle due ruote, di una '''bicicletta''' o di una '''motocicletta'''.
Come si potrebbe rispondere alla domanda: "Quand'è che si sa andare in bicicletta?".
Generalmente si risponde, senza che questo abbia alcuna corrispondenza con le leggi della natura, "quando si acquista l'equilibrio". La realtà invece è un'altra: in bicicletta ci si va senza cadere quando, inconsapevolmente o naturalmente, si riescono ad assecondare i movimenti del manubrio che sono innescati dalla [[forza di gravità]] che agisce sul [[baricentro]] del sistema uomo più bicicletta, mentre il [[girostato]], la trottola, è la ruota sterzante.Se si provasse a bloccare il manubrio impedendogli di "sterzare" secondo quelle rotazioni infinitesime di cui noi nemmeno ci accorgiamo,la probabilità di capitombolare sul terreno, anche da parte dei più esperti corridori, sarebbe estremamente elevata.
Ma come ottenere l'inclinazione di una bici o di una moto? Essa può essere ottenuta o tramite fuoriuscita del baricentro del sistema dalla retta di appoggio delle ruote sul terreno, o più facilmente tramite la rotazione del manubrio, rotazione che anch'essa crea un effetto giroscopico al mezzo a due ruote, proprio perché la ruota anteriore sterzante viene sollecitata su un piano contenente l'asse di rotazione della stessa. Quello che è in qualche misura sorprendente è che una rotazione del manubrio a sinistra porta il mezzo ad inclinarsi a destra, e viceversa (strano, ma vero)!
 
===Il proiettile===
Nelle moderne armi da fuoco la rigatura della canna imprime al proiettile un moto rotatorio intorno al suo asse longitudinale, facendolo comportare come un girostato. Questo perchè la resistenza dell'aria è una forza che non passa per il baricento del proiettile, per l'imperfezione della sua forma, per cui nasce una coppia che tende a farlo capovolgere rendendo impreciso il tiro. Invece, per l'effetto giroscopico della rotazione, il proiettile invece di capovolgersi secondo il piano individuato dalle due forze che sono il peso e la resistenza dell'aria devia secondo un piano a 90°. La parabola del tiro diventa così una curva sghemba, ossia non planare e la deviazione si chiama errore di deriva o derivazione, che può essere corretta secondo le tecniche apposite di puntamento e di mira.
===Il girostato navale===
Uno dei maggiori problemi che affliggeva la marina militare di fine ottocento inizio novecento era l'imprecisione del tiro delle artiglierie di bordo per effetto del rollìo dello scafo. Il rollio è l'oscillazione dell'imbarcazione intorno al suo asse longitudinale, poppa-prua. Il beccheggio invece è l'oscillazione intorno all'asse trasversale.Poichè il momento di inerzia rispetto all'asse trasversale è maggiore di quello rispetto all'asse longitudinale, per la diversa distanza delle masse, si verifica che lo scafo è molto più soggetto al rollìo che al beccheggio. Il girostato navale ha lo scopo, sfruttando l'effetto giroscopico, di trasformare le oscillazioni di rollio in quelle di beccheggio, che si smorzano assai facilmente per via del maggior momento di inerzia. Il girostato è un grande volano, di peso enorme, mantenuto in continua rotazione da un motore apposito. E' piazzato all'interno dello scafo, nella chiglia. Succede che quando il rollio tende a far inclinare lo scafo, si inclina solidalmente anche l'asse del girostato: nasce così una coppia molto forte sul piano a 90° che però è quello di beccheggio, secondo il quale lo scafo ha un'inerzia molto maggiore.
 
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