1. 자이로스코프 (Gyroscope, 회전의,回轉儀) 이란?
ㅇ 공간 내 자유로이 회전할 수 있는 팽이의 일종 으로,
- 회전 물체가 외부 힘에 저항하며 축을 유지함
. 통상, 짐벌(Gimbal)이라 불리는 2개의 지지대에 의해, 서로 수직한 두 회전축을 갖음
ㅇ 주요 성질
- 항상 회전운동을 유지하려고 함
- 회전체가 기울어져도 원래의 자세를 유지 함
- 세차 운동을 함
ㅇ 응용 : 비행기 등의 관성유도장치
2. 자이로스크프 운동, 세차 운동 (Precessional Motion)
ㅇ 자전하는 회전체의 회전축이, 어떤 고정축 둘레를 천천히 도는 운동을 유지하려함
- 회전축이 좀더 기울어지는 것에 저항하는 회전운동
. 자전 회전축이, 토크를 받아 기울어진채로, 고정축 주위로 천천히 도는 움직임
ㅇ 例) 팽이의 세차 운동
- 팽이 자신의 회전축이 연직축 둘레를 기울어져 느리게 회전하는 형태의 운동
. 팽이 자신은, 자신의 회전축에 의해 회전운동(자전)하면서도,
. 이때, 팽이가 기울어지면,
.. 팽이의 질량중심에 작용하는 중력에 의해, 팽이에 돌림힘이 작용하며,
.. 그렇게 생긴 돌림힘 방향은, 팽이의 자전 각운동량에 항상 수직으로 작용함
.. 위에서 보면 원 형태로 보임
. 결국, 돌림힘은 팽이 각운동량 벡터의 회전을 낳게 됨
- 한편, 팽이의 운동은 실제로는 더 복잡한 운동을 함
. 이때, 팽이의 기운 정도가 요동치며 운동하며, 이를 장동 운동 이라고 하고,
. 또한, 팽이의 접촉점이 지면 위에서 이리저리 이동하며 운동하게 됨
- 결과적으로, 팽이의 운동은, 다음의 모두를 포함하는, 꽤 복잡한 운동 임
. 자신의 회전축에 대한 회전 운동, 세차 운동, 장동 운동, 접촉점의 이동