你有沒有想過嘗試建造自己的陀螺儀?好吧,你很幸運!在這篇博文中,我們將指導您通過使用一些簡單的材料制作陀螺儀的步驟。
陀螺儀是如何工作的?
陀螺儀是測量和保持方向和角速度的傳感器。它通常用于各種應(yīng)用,如導航系統(tǒng)、機器人、航空航天和虛擬現(xiàn)實設(shè)備。
陀螺儀背后的數(shù)學原理與它如何保持直立有關(guān)。當你旋轉(zhuǎn)附在馬達上的小CD時,它開始旋轉(zhuǎn)得非???。這就產(chǎn)生了一種叫做“角動量”的東西,它就像一種讓物體旋轉(zhuǎn)的特殊能量。
較大的CD與較小的CD和電機相連,因此它也開始旋轉(zhuǎn)。這使得整個陀螺儀也在旋轉(zhuǎn)。但即使你移動陀螺儀,它也會因為一種叫做“扭矩”的東西而保持直立。
扭矩是一種使物體旋轉(zhuǎn)的特殊力。當你移動陀螺儀時,它會受到扭矩,使它繞不同的軸旋轉(zhuǎn)。進動率與施加的扭矩和陀螺儀的角動量成正比。
力矩的方程是T = I * α,
式中T =施加的扭矩,
I =轉(zhuǎn)動慣量(衡量旋轉(zhuǎn)物體的困難程度)
α =角加速度。
簡單來說,小CD旋轉(zhuǎn)得越快CD越大,陀螺儀就越難移動因為它有很大的角動量。
我希望這有助于使它更容易理解!
你需要什么:
?1臺小型直流電機
?1張大CD
?1抗衡
?19v電池
?1開關(guān)
?熱熔膠或雙面膠帶
?小螺栓(可選)
將CD安裝到電機上
首先,拿起CD并按照上圖所示的方式將其連接到直流電機上。你可以用一些熱熔膠或雙面膠帶。確保CD在電機軸上居中,這樣才能平穩(wěn)地旋轉(zhuǎn)。
將配重安裝到電機軸上
接下來,采取配重,并將其連接到電機的軸。你可以使用一個小螺栓或一些更多的熱熔膠,以確保電機軸的計數(shù)器重量。我用了一個輪子作為平衡物,但這是不必要的。你可以使用任何對稱形狀的東西作為平衡物,但你需要做一些試驗和錯誤。
線路圖
現(xiàn)在是時候把所有東西連接起來了!首先,將開關(guān)連接到9V電池上。然后,將電池的正極線連接到電機的正極上。將電池的負極線連接到電機的負極端子上。
測試陀螺儀
一旦一切都連接好了,你就可以通過打開開關(guān)來測試陀螺儀了。電機應(yīng)該開始旋轉(zhuǎn)較小的CD,而較大的CD應(yīng)該圍繞它旋轉(zhuǎn)。你剛剛創(chuàng)造了自己的陀螺儀!
實驗!
陀螺儀最酷的事情之一是,即使受到干擾,它們也能保持方向和旋轉(zhuǎn)。你可以試著把陀螺儀傾斜到一邊,看著它慢慢地恢復(fù)正常。嘗試使用不同大小和形狀的cd,看看它們?nèi)绾斡绊?a href="/tags/陀螺儀" target="_blank">陀螺儀的行為。
本文編譯自circuitdigest