ژیرسکوپ چیست؟

وقتی که کسی دوچرخه سواری را یاد می گیرد، بی آنکه خود متوجه باشد از خاصیت ژیرسکوپ استفاده می‌کند.

همینطور وقتی که شما در بازی فوتبال، توپ را به گردش در می‌آورید باز این کار شما به ژیرسکوپ مربوط می شود.

در جهان دانش، ژیرسکوپ به منزله‌ی قلب است که در بسیاری از دستگاه‌ها و ابزارهای نیرومند، کار گذاشته شده است. مثلا به کمک آن حتی کشتی‌های غول پیکر و هواپیماها نیز به حرکت در می آیند.

با این همه، ژیرسکوپ به قدری ساده است که دوچرخه و حتی فرفره و برخی دیگر از اسباب بازی کودکان نیز براساس آن درست شده‌اند.

وقتی جسم گردانی (مثلا توپ) را به حال خود رها کنیم، پیوسته در فضا گرد محور ثابتی خواهد چرخید.

یعنی آنکه شما می‌توانید یک خط موهوم را فرض کنید که از مرکز آن (جسم گردان) گذشته، دایما در جهت معینی به گردش خود ادامه می‌دهد. این حرکت به خودی خود آنقدر ادامه می یابد تا لحظه ای که چیزی از خارج بیاید و جلوی آن را بگیرد.

برای مثال، توپی که بر محور معینی چرخش خود را آغاز کرده، بر همان محور ثابت می‌ماند. مگر آنکه باد تندی بوزد و یا ضربه‌ی مشتی برآن وارد شود که در این صورت به مسیر دیگری خواهد افتاد.

حرکت کره‌ی زمین نیز مثال دیگری است برای ژیرسکوپ.

زمین مانند فرفره‌ی بسیار بزرگی است که محور آن از قطب شمال به قطب جنوب امتداد یافته است. جهت این محور همیشه، چه در شب و چه در روز و در طول همه‌ی ایام سال، و همه‌ی سالها، به سوی ستاره‌ی قطبی می‌باشد.

محور ژیرسکوپ را محور چرخش می‌نامند.

آیا می دانید وقتی که بخواهید محور ژیرسکوپ را تغییر دهید یک چیز جالب در آنجا رخ خواهد داد؟

فرض کنید، محور چرخش افقی است. حالا فشاری بر نوک آن وارد آورده، می خواهید محور را به وضع عمودی درآورید.

اما ناگهان متوجه می‌شوید که حرکت آن هرگز طبق انتظار شما تغییر نمی یابد، بلکه نسبت به نیروی حاصل از فشار عمودی شما پیوسته در زاویه های قائمه ای، به حرکت خود ادامه می‌دهد. پس می بینید که محور همچنان بطور افقی حرکت می‌کند.

به همین دلیل است که دوچرخه سوار وقتی که حس می‌کند دارد به طرف راست می‌افتد چرخ را اندکی به همان طرف راست متمایل می‌گرداند.

در این صورت، چرخ متحرک دوچرخه بر بدنه ی آن، نیرویی به صورت زاویه‌ی قائمه، وارد می آورد.

آنگاه به جای آنکه دوچرخه سوار به سمت راست فرو افتد حرکت خود را به پیش ادامه می‌دهد و چرخ هم در ضمن راست می شود.

با کنترل این نیروها است که دانشمندان توانسته‌اند به کمک ژیرسکوپ اژدرافکن و دستگاه‌های بمب افکن خود را به کار اندازند.

در یک هوای توفانی، ژیرسکوپ تنها دستگاهی است که هواپیما را به حالت ثابت نگاه می‌دارد. پس این وسیله در هوانوردی نیز ارزش بسیار دارد.

همین گونه اگر می بینید که کشتی در دریای پرتلاطم  واژگون نمی شود، باز این فایده ی ژیرسکوپ های بزرگ و نیرومندی است که در زیر بدنه‌ی کشتی نصب شده اند و امواج شدید و پیاپی دریا را خنثی می‌کنند.

منبع: کتاب به من بگو چرا – جلد چهارم