3DM-GT陀螺演示仪
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  3DM-GT陀螺仪
  陀螺仪(gyroscope)的原理就是,一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时,是不会改变的。
  
  结构
  从力学的观点近似的分析陀螺的运动时,可以把它看成是一个刚体,刚体上有一个万向支点,而陀螺可以绕着这个支点作三个自由度的转动,所以陀螺的运动是属于刚体绕一个定点的转动运动。更确切地说,一个绕对称轴高速旋转的飞轮转子叫陀螺。将陀螺安装在框架装置上,使陀螺的自转轴有角转动的自由度,这种装置的总体叫做陀螺仪,
  特性
  
  陀螺仪被用在飞机飞行仪表的心脏地位,是由于它的两个基本特性:一为定轴性(inertia or rigidity),另一是逆动性(precession),这两种特性都是建立在角动量守恒的原则下。
  1、定轴性
  当陀螺转子以极高速度旋转时,就产生了惯性,这惯性使得陀螺转子的旋转轴保持在空间,指向一个固定的方向,同时反抗任何改变转子轴向的力量,这种物理现象称为陀螺仪的定轴性或惯性。其惯性随以下的物理量而改变:
  2、逆动性
  在运转中的陀螺仪,如果外界施一作用或力矩在转子旋转轴上,则旋转轴并不沿施力方向运动,而是顺着转子旋转向前90度垂直施力方向运动,此现象即是逆动性。
  
  
  实验原理
  
  绕旋转对称轴以很大的角速度转动的刚体就是陀螺。如果没有外力矩的作用,陀螺转动轴的方向(角动量方向)将保持不变,称为定轴性。迅速转动的陀螺若受到外力矩(如重力力矩)的作用时,它并不是立即倾倒,而是使其转动轴绕着某一固定轴缓缓转动,即角动量在外力矩的作用下进动。
  由于摩擦力、空气阻力等因素的存在,陀螺绕对称轴转动的角速度将逐渐变小,后倾倒下来。
  
  实验仪器
  
  1.  电机驱动,演示陀罗的原理,两环三自由度,演示定向特性,附电机电源。
  2.  仪器尺寸:230*230*230mm
  3.  重量:2.6Kg
  4.  电源220V/50Hz
  5.  铝合金材质,高速电机安装在陀螺仪里面。
  
  实验步骤
  
  演示角动量守恒
  如图所示放置仪器,仪器周转保留一定空间。
  1、接通陀螺仪上电机电源接线。
  2、接通电机电源,缓幔调节电源输出电压,可见陀螺开始平稳转动,无异常振动杂音。
  3、调电压至值,约12V;待转速稳定后,即可观察陀螺转动特性。
  4、当陀螺高速旋转起来时,将陀螺拿起,观察陀螺转轴的角度变化。
  5、然后拿陀螺仪外框转动,可观察到陀螺转轴的角度始终不变。