Немного лекции

Рассмотрим гироскоп, ось которого закреплена одним концом в шарнире О, вокруг которого она может поворачиваться без трения произвольным образом. (См. рисунок)

Подействуем силой F в течении времени dt на ось вращения гироскопа ОА, чтобы повернуть ее вокруг оси DD . В следствии гироскопического эффекта ось гироскопа повернется вокруг оси BB приняв положение ОА’

Гироскопический эффект находится в полном соответствии с законамимеханики твердого тела.

Производная момента импульса по времени равна суммарному моменту внешних сил действующих на тело
Моменты L и М внеш, берутся относительно одной и той же точки О.

В результате действия силы F в течение времени dt момент импульса L получит приращение dL= Mdt, где М – момент силы F относительно точки О. Новое значение момента импульса, равное L+ dL, окажется повернутым вокруг оси BB, относительно первоначального значения L. Поскольку вектор L направлен вдоль оси гироскопа, вместе с L повернется и ось, перейдя из положения ОА в положение OA’.
Действие силы на ось гироскопа в следствие гироскопического эффекта вызывает прецессию оси вращения.
[И.В. Савельев. Курс Физики. Т.1. Механика твердого тела. Гироскопы. С112-115]

Касаемо ударного воздействия на ось гироскопа:

В результате действия силы F в течение времени dt момент импульса L получит приращение dL= Mdt, где М – момент силы F относительно точки О.

Величина:

Равная сумме произведений элементарных масс на квадрат расстояний их от некоторой оси называется моментом инерции тела относительно этой оси. Момент инерции существует без относительно к вращению. Всякое тело, не зависимо от того, вращается оно или покоится обладает моментом инерции относительно любой оси, подобно тому как тело обладает массой не зависимо от того, движется оно или покоится.

Момент импульса, это векторная величина:

Где r – радиус вектор, определяющий положение частицы относительно точки О, mv – это импульс частицы. Момент импульса можно выразить через момент инерции тела:

Момент импульса тела, это величина эквивалентная понятию массы в механике поступательного движения.

Ударное воздействие на гироскоп можно описать не примере: Пусть у нас покоится ящик массой 100 килограмм. Подействуем на него силой в 1 грамм. В результате, согласно закону сохранения механического импульса, ящик получит такое приращение скорости, которое можно принять равным нулю.

Другими словами, чтобы значительно повернуть ось вращения маховика, энергия импульса, сообщенная маховику должна быть эквивалентна его моменту импульса.

Гироскопический эффект создается той же самой центробежной силой, которая действует на юлу, вращающуюся, например, на столе. В точке опоры юлы о стол возникают сила и момент, под действием которых ось вращения юлы отклоняется от вертикали, а центробежная сила вращающейся массы, препятствуя изменению ориентации плоскости вращения, вынуждает юлу вращаться и вокруг вертикали, сохраняя тем самым заданную ориентацию в пространстве. (Прецессия)

Чем больше центробежная сила вращающейся массы по отношению к возбуждающему воздействию - тем меньше результирующее отклонение оси вращения ротора гироскопа от первоначальных значений. Что наглядно продемонстрировано на проведенном выше ролике.

По матерьялам http://lind.by.ru/index.htm

ЗЫ. Можно кликнуть по юзербару и узнавать о новых статьях про роботов раньше других))