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11 avril 2015 6 11 /04 /avril /2015 13:55

Définition du gyroscope

Un objet qui tourne autour d’un axe est un gyroscope. Ainsi, la terre, une roue de bicyclette, une hélice d’avion, un boomerang sont des gyroscopes. Le gyroscope est composé d’une masse tournant autour de son axe, lorsque la masse est en rotation, son axe tend à se maintenir parallèle à lui-même et à s’opposer à toute tentative de changement d’orientation.

Ce mécanisme fut inventé en 1852 par le physicien Jean Bernard Léon FOUCAULT dans le cadre de ses études sur la rotation terrestre.

Si un gyroscope est installé sur une suspension à cardans (deux pivots) permettant à la roue de s’orienter librement dans toutes les directions, son axe se maintiendra orienté quel que soit les mouvements du support.

 

La précession gyroscopique 

Si on exerce une force sur un gyroscope en rotation, son axe ne s’orientera pas dans la direction de la force exercée mais dans une direction perpendiculaire à celle-ci

 

 

 

EXEMPLE : Quand un cycliste roule sur un vélo à une vitesse moyenne, disons 30 km/h, les deux roues étant des gyroscopes, l’effet gyroscopique l’aide à stabiliser son vélo (car les gyroscopes n’ »aiment » pas les changements de direction)

Quand un cycliste lâche le guidon, quand il s’incline à droite, la précession gyroscopique fait que la roue « s'oppose » à l'inclinaison vers la droite mais à la place réagit à la force imposée en tournant son axe de rotation vers la droite.

 

Action : le cycliste incline la roue en rotation vers la droite,

Réaction : l’axe de rotation bascule vers la droite, le guidon tourne vers la droite.

Constatation : c'est comme si en exerçant une force au sommet de la roue vers la droite on avait en fait appuyé à l'avant de la roue (Basculement de 90° de la force).

A l’arrêt, un cycliste ne bénéficie  pas de la précession gyroscopique, s’il se penche à l’arrêt, il tombe sur le côté, la roue n'a pas tourné, mais par contre il a mal...

 

La précession gyroscopique appliquée au boomerang

 

Sur le boomerang, cette précession va faire que le boomerang va incliner son disque de rotation progressivement au cours du vol.

Si nous prenons un boomerang, bipale, tripale ou autre, il s'agit bien un objet en rotation (plus de  1000 tours / minute selon la police) autour d'un axe.

La force aérodynamique (Portance) est perpandiculaire au plan de rotation.

Cela m'arrange bien, on se retrouve un peu comme le cycliste qui s'incline sur son vélo, il tente de faire basculer l'axe de rotation et la roue tourne.

Le boomerang subit des forces aérodynamiques qui tentent de faire basculer l'axe de rotation qui sont traduites par le phénomène de la precession en une force qui va tourner le boomerang.

Sans précession gyroscopique, le boomerang irait tout droit et son plan basculerait..

La vidéo devrait illustrer ce propos .

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Published by artboomerangclub
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