Descrizione

Il giroscopio è un corpo rigido che può ruotare intorno a un suo asse di simmetria.

Immagine da Teksguide

Il funzionamento del giroscopio si basa sulla conservazione del momento angolare per cui un orientamento fisso, con l’asse che punta nella direzione della rotazione. Consideriamo un giroscopio fermo e appoggiamolo sul tavolo, vedremo che il giroscopio resterà così come lo abbiamo appoggiato. Se, invece, carichiamo il giroscopio tramite l’apposita cordicella, vedremo che il giroscopio si manterrà in piedi senza cadere. Sul giroscopio agiscono la forza peso $\vec{F}_{p}$, la reazione vincolare $\vec{w}$ e e il momento della forza $\vec{M}$ che determina una variazione del momento angolare $\Delta\vec{L}$ nella direzione del momento della forza. Quindi, il giroscopio non cade ma ruota verso la direzione di $\vec{M}$; questo fenomeno si chiama precessione. Con riferimento alla figura successiva,

consideriamo un giroscopio avente asse di rotazione passante per l’origine di un piano cartesiano e punto d’appoggio del giroscopio nell’origine degli assi. Allora, detta $d$ la distanza tra il punto d'appoggio e il baricentro del giroscopio, la velocità angolare della precessione giroscopica è data, in modulo, da: $$\omega_{p}=\frac{mgd}{L}=\frac{mgd}{I\omega}$$ dove $m$, $I$ e $\omega$, sono rispettivamente la massa, il momento d'inerzia e la velocità angolare del giroscopio.

1. Appoggiare il giroscopio sul suo punto d'appoggio e osservar che il giroscopio cadrà.
2. Inserire la cordicella in dotazione nell'apposito foro situato sull'asse di rotazione, avvolgere la cordicella attorno all'asse e quindi tirare la cordicella per dare la carica al giroscopio.
3. Appoggiare, in posizione verticale il giroscopio sul supporto in rotazione, sulla cordicella o su altro supporto e osservare che il giroscopio non cade.
4. Riprovare l'esperimento appoggiando il giroscopio con un certo angolo d'inclinazione rispetto alla verticale e osservare la precessione giroscopica.
5. Ripetere l'esperienza variando aumentando di volta in volta l'angolo d'inclinazione, si osserverà che maggiore è l'angolo d'inclinazione, più evidente sarà la precessione giroscopica.

Di seguito, il dimostrativo realizzato dal borsista Lab2Go a.a.2019/2020 Fausto Casaburo.

La sitografia relativa all'esperimento

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