Правило Фуко

Возьмем гироскоп в кардановом подвесе и лишим внешнее его кольцо свободы вращения. Тогда он сможет вращаться вокруг оси ротора аа₁ и вместе с внутренним кольцом вокруг оси последнего bb₁ (рис. 24).

Рис. 24. Гироскоп с двумя степенями свободы. Он имеет свободу вращения лишь вокруг оси ротора аа₁ и оси внутреннего кольца bb₁. Внешнее кольцо не может поворачиваться вокруг своей оси, оно закреплено винтом.

Мы получим так называемый гироскоп с двумя степенями свободы. Поставим его на площадку П. Сообщим ротору быстрое вращение с угловой скоростью омега и начнем, в свою очередь, вращать площадку вокруг вертикальной оси. Тогда ось гироскопа аа₁ придет в движение относительно внешнего кольца и площадки; после нескольких колебаний она займет вертикальное положение (рис. 25). Переменим направление вращения площадки. Тогда вновь ось гироскопа придет в движение, в результате которого тот конец оси ротора, который был направлен вверх, опустится вниз.

Рис. 25. Гироскоп с двумя степенями свободы (вокруг собственной оси и вокруг оси внутреннего кольца), расположенный на площадке с принудительным вращением. Ось гироскопа устанавливается параллельно оси вращения площадки. При этом направление вращения ротора и направление вращения площадки совпадают.

Опрокидывание будет повторяться всякий раз, как только будет меняться направление вращения площадок. Такое поведение гироскопа можно объяснить, если воспользоваться правилом Жуковского. Действительно, согласно этому правилу, в результате принудительного поворота гироскопа вокруг оси сс₁ (оси вращения площадки

) появится гироскопический момент Г, направленный вдоль оси вращения внутреннего кольца так, как показано на рисунке 24. Наличие этого момента и вынудит ось собственного вращения гироскопа прийти в движение и занять положение, указанное на рисунке 25.

Из изложенного следует, что ось гироскопа с двумя степенями свободы на вращающемся основании устанавливается параллельно оси вращения основания. При этом оси вращения соответственно ротора и основания оказываются направленными в одну и ту же сторону. Этот факт был впервые установлен Фуко и называется правилом Фуко.

перейти к началу страницы