1，平衡环的介绍

平衡环，或称平衡陀，是现代陀螺仪的基础。在欧洲又称为卡丹环， 以意大利数学家吉罗拉姆·卡丹（Girolamo Cardano或Jerome Cardan，1501—1576）的名字命名。但是卡丹既没有发明过也没有声称他发明过这种装置，并说明平衡环装置只是在他的名著《精妙事物》（De Subtilitate，公元1550年）中描述过，这种装置早在公元9世纪便在欧洲出现。

平衡环的介绍

2，平衡环的基本原理

平衡环装置是现代陀螺仪的基础。古代的陀螺，如右图所示，当处于回转运动中的陀螺显倾斜状态时，其重力分量（p）会使它的中心轴线更加倾斜，但回转效应又使其中心轴线向垂直方向（v）偏转。因此，一旦陀螺旋转之后就不会倒下，而是沿一锥面运动，称为进动。它的运动特性使孩童们感到极大兴趣，因此，它在中国作为一种玩具，一代代地传了下来。现代平衡环成为航空、航海必不可少的仪器，即陀螺仪表，或称回转仪（gyroscope）。陀螺仪使航海成为可能，而且在现代飞机中是“自动领航”所必不可少的。现代的飞机、导弹和轮船不论怎样急速在空中或海上运动，都能辨认方向，这是由于安装了陀螺仪的缘故。任何有幸进入公元19世纪吉普赛人大篷车的人, 都会注意到挂在壁上内装有灯的黄铜平衡环, 不管大篷车在路上怎样颠簸, 平衡环始终保持直立。这些联锁着的黄铜环可随意转动，但吊在其中的灯总不会翻转过来, 这就是平衡环的基本原理。一套环子内每环都在两个相对点上与另一环联结, 使它们可自由转动。这样, 如果一个重物如灯直立放于环的中心, 它将保持直立。不管灯周围的各环发生什么运动, 吊着灯的环保持灯不运动。公元18世纪时, 中国航海家利用这种平衡环装配罗盘。用这种方式在船上装的罗盘, 可免除波浪颠簸的影响。

平衡环的基本原理


文章TAG：平衡  平衡环  介绍  平衡环  
下一篇