जाइरोस्कोप कैसे काम करते हैं

जाइरोस्कोप बहुत हैरान करने वाली वस्तुएं हो सकती हैं क्योंकि वे अजीबोगरीब तरीके से चलती हैं और यहां तक ​​कि गुरुत्वाकर्षण को धता बताती हैं। ये विशेष गुण आपकी साइकिल से लेकर अंतरिक्ष यान पर उन्नत नेविगेशन सिस्टम तक हर चीज में जाइरोस्कोप को बेहद महत्वपूर्ण बनाते हैं । एक ठेठ हवाई जहाज अपने कंपास से लेकर अपने ऑटोपायलट तक हर चीज में लगभग एक दर्जन गायरोस्कोप का उपयोग करता है । रूसी मीर अंतरिक्ष स्टेशन ने सूर्य की ओर अपना उन्मुखीकरण बनाए रखने के लिए 11 जाइरोस्कोप का इस्तेमाल किया , और हबल स्पेस टेलीस्कोप में नेविगेशनल गायरोस का एक बैच भी है। यो-योस और फ्रिस्बीज जैसी चीजों के लिए जाइरोस्कोपिक प्रभाव भी केंद्रीय हैं !

के इस संस्करण में , हम जाइरोस्कोप को यह समझने के लिए देखेंगे कि वे इतने अलग-अलग स्थानों में इतने उपयोगी क्यों हैं। उनके बेहद अजीब व्यवहार के पीछे की वजह आपको भी देखने को मिलेगी!

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अंतर्वस्तु

1. अग्रगमन
2. पूर्वता का कारण
3. जाइरोस्कोप के उपयोग

यदि आपने कभी खिलौना गायरोस्कोप के साथ खेला है, तो आप जानते हैं कि वे सभी प्रकार की दिलचस्प चालें कर सकते हैं। वे स्ट्रिंग या उंगली पर संतुलन कर सकते हैं; वे बहुत ही अजीब तरीके से स्पिन अक्ष के बारे में गति का विरोध कर सकते हैं; लेकिन सबसे दिलचस्प प्रभाव को पुरस्सरण कहा जाता है । यह जाइरोस्कोप का गुरुत्वाकर्षण-विरोधी हिस्सा है। निम्नलिखित वीडियो आपको साइकिल के पहिये को जाइरो के रूप में उपयोग करने के प्रभावों को दिखाता है:

वीडियो का सबसे आश्चर्यजनक खंड, और वह चीज जो जाइरोस्कोप के बारे में अविश्वसनीय है, वह वह हिस्सा है जहां जाइरोस्कोपिक साइकिल का पहिया इस तरह हवा में लटकने में सक्षम है:

यह कैसे कर सकता है?

यह रहस्यमय प्रभाव पूर्वता है। सामान्य स्थिति में, पूर्वसर्ग इस तरह काम करता है: यदि आपके पास एक कताई जाइरोस्कोप है और आप इसके स्पिन अक्ष को घुमाने की कोशिश करते हैं, तो जाइरोस्कोप आपके बल अक्ष पर समकोण पर एक अक्ष के बारे में घूमने की कोशिश करेगा, जैसे:

तो प्रीसेशन क्यों होता है?

जाइरोस्कोप को यह व्यवहार क्यों दिखाना चाहिए? यह बिल्कुल बेतुका लगता है कि साइकिल के पहिये की धुरी हवा में ऐसे लटक सकती है। यदि आप सोचते हैं कि वास्तव में जाइरोस्कोप के विभिन्न वर्गों के साथ क्या हो रहा है, हालांकि, आप देख सकते हैं कि यह व्यवहार पूरी तरह से सामान्य है!

आइए जाइरोस्कोप के दो छोटे खंडों को देखें क्योंकि यह घूम रहा है - ऊपर और नीचे, इस तरह:

जब बल को एक्सल पर लगाया जाता है, तो जाइरोस्कोप के शीर्ष पर स्थित अनुभाग बाईं ओर जाने का प्रयास करेगा, और जाइरोस्कोप के नीचे वाला अनुभाग दाईं ओर जाने का प्रयास करेगा, जैसा कि दिखाया गया है। यदि जाइरोस्कोप घूम नहीं रहा है, तो पहिया फ्लॉप हो जाता है, जैसा कि पिछले पृष्ठ पर वीडियो में दिखाया गया है। यदि जाइरोस्कोप घूम रहा है, तो सोचें कि जाइरोस्कोप के इन दो खंडों का क्या होता है: न्यूटन के गति के पहले नियम में कहा गया है कि गति में एक शरीर एक सीधी रेखा के साथ निरंतर गति से चलता रहता है जब तक कि असंतुलित बल द्वारा कार्य नहीं किया जाता है। तो जाइरोस्कोप पर शीर्ष बिंदु पर धुरा पर लगाए गए बल द्वारा कार्य किया जाता है और बाईं ओर बढ़ना शुरू कर देता है। यह न्यूटन के गति के पहले नियम के कारण बाईं ओर बढ़ने की कोशिश करता रहता है, लेकिन जाइरो की कताई इसे इस तरह घुमाती है:

यह प्रभाव पूर्वता का कारण है। जाइरोस्कोप के विभिन्न खंड एक बिंदु पर बल प्राप्त करते हैं लेकिन फिर नए पदों पर घूमते हैं! जब जाइरो के शीर्ष पर स्थित अनुभाग 90 डिग्री की ओर घूमता है, तो यह बाईं ओर जाने की अपनी इच्छा में जारी रहता है। नीचे के खंड के लिए भी यही सच है - यह 90 डिग्री की ओर घूमता है और यह दाईं ओर जाने की अपनी इच्छा में जारी रहता है। ये बल पहिए को पूर्वगामी दिशा में घुमाते हैं। जैसे ही पहचाने गए बिंदु 90 डिग्री और घूमते रहते हैं, उनकी मूल गतियां रद्द कर दी जाती हैं। तो जाइरोस्कोप का एक्सल हवा में लटकता है और आगे बढ़ता है। जब आप इसे इस तरह से देखते हैं तो आप देख सकते हैं कि पुरस्सरण बिल्कुल भी रहस्यमय नहीं है - यह पूरी तरह से भौतिकी के नियमों के अनुरूप है!

इन सबका असर यह होता है कि एक बार जब आप जाइरोस्कोप घुमाते हैं, तो उसका धुरा उसी दिशा में इशारा करता रहना चाहता है। यदि आप जाइरोस्कोप को जिम्बल के एक सेट में माउंट करते हैं ताकि यह उसी दिशा में इंगित करना जारी रख सके, तो यह होगा। यह जाइरो-कम्पास का आधार है ।

यदि आप दो जाइरोस्कोप को उनके धुरों के साथ एक दूसरे के समकोण पर एक प्लेटफॉर्म पर माउंट करते हैं, और प्लेटफॉर्म को जिम्बल के एक सेट के अंदर रखते हैं, तो प्लेटफॉर्म पूरी तरह से कठोर रहेगा क्योंकि जिम्बल किसी भी तरह से घूमते हैं। यह जड़त्वीय नेविगेशन सिस्टम (INS) का आधार है ।

आईएनएस में, जिम्बल के एक्सल पर लगे सेंसर प्लेटफॉर्म के घूमने पर पता लगाते हैं। आईएनएस प्लेटफॉर्म के सापेक्ष वाहन के घुमाव को समझने के लिए उन संकेतों का उपयोग करता है। यदि आप प्लेटफ़ॉर्म में तीन संवेदनशील एक्सेलेरोमीटर का एक सेट जोड़ते हैं , तो आप बता सकते हैं कि वाहन कहाँ जा रहा है और तीनों दिशाओं में इसकी गति कैसे बदल रही है। इस जानकारी के साथ, एक हवाई जहाज का ऑटोपायलट विमान को सही दिशा में रख सकता है, और एक रॉकेट की मार्गदर्शन प्रणाली रॉकेट को वांछित कक्षा में सम्मिलित कर सकती है!

जाइरोस्कोप और उनके अनुप्रयोगों के बारे में अधिक जानकारी के लिए, अगले पृष्ठ पर लिंक देखें!

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