O dinâmico giroscópio

O tema desta semana do blog SBTVD PAL-M é sobre um interessantíssimo dispositivo mecânico: o giroscópio.

O nome "giroscópio" soa meio estranho. Suscita alguma coisa ligada à visão. Porém, há um deles muito conhecido pelas crianças (pelo menos às das gerações "pré-videogame"): os piões.

O giro de um pião depende das mesmas leis que regem o funcionamento de todos os giroscópios, ou seja, a estabilidade do giroscópio depende da velocidade angular de seu volante.

Os piões, quando giram em alta velocidade, mantém o prumo mesmo em planos inclinados. No entanto, quando a velocidade cai, bambeiam até tombar.

O fenômeno que rege a estabilidade dos piões é conhecido na física como precessão. A precessão tem ligação com a inércia. Quando um corpo está parado, tende a ficar parado. Quando um corpo está em movimento, tende a continuar em movimento.

A precessão "amplifica" a tendência de conservação de um certo estado, e quanto mais veloz é o giro, mais "robusta" é a precessão do pião.

O giroscópio mais rudimentar é parecido com a roda de um velocípede.

Veja a figura do link:

http://negrjp.fotoblog.uol.com.br/photo20070519110110.html

Enquanto o "pé-de-vela" (pedal) do velocípede (triciclo) impulsiona o movimento circular à roda, o motor elétrico faz o mesmo com a roda (volante) do giroscópio.

O eixo do guidão (superior) que define a direção do velocípede, tem função similar ao eixo da base do giroscópio, isto é, conservar certa direção pré-estabelecida.

Ao observarmos o movimento de uma bicicleta, percebemos que a sua estabilidade aumenta junto com a velocidade. Em baixa velocidade, é necessário compensar a perda de equílibrio movendo o guidão no sentido da queda, e a cabeça (pêndulo invertido), no sentido oposto da inclinação da bicicleta.

Os melhores giroscópios têm a sua massa concentrada na periferia, tal qual às rodas de bicicleta,

Vejamos agora, o que acontece quando acionamos o motor do giroscópio sobre uma mesa, cuja localização está bem em cima do eixo norte ou sul da terra?

O giroscópio dará uma volta completa sobre o seu eixo de base, após 24 horas!

Afinal, o que aconteceu?

O giroscópio "memorizou" a posição inicial da roda sobre o seu eixo de base, se opôs ao movimento circular da terra. Permaneceu todo este tempo na mesma posição.

Aplicações práticas do giroscópio

O giroscópio é amplamento utilizado no setor aero-espacial, nas seguintes aplicações:

- Num dispositivo chamado "horizonte artificial", para ajudar o piloto a manter a nave na mesma posição quando deixou o solo.

- Na bússula giroscópica, que não sofre interferências de campos magnéticos espúrios, tais como as ferragens de uma nave;

- E quando o avião voa no modo "piloto automático", a "referência inercial" parte de um complexo giroscópio.

Nos transportes marítimos, em navios petroleiros, cujas cargas (fluídos), provocam grande instabilidade nos porões, são usados giroscópios gigantes para compensar a estabilidade do casco da nave, frente às ondas marinhas externas.

Nas telecomunicações, os giroscópios são utilizados para estabilizar a posição dos satélites. Alguns satélites, tais como os nossos "BrasilSat" são parecidos com "piões espaciais".

Cinema e Televisão

Quem já teve a oportunidade de filmar com câmaras amadoras, sente a dificildade de evitar as imagens "tremidas", principalmente quando usado o recurso "zoom".

Como os cineastas profissionais conseguem evitar este efeito, mesmo quando fazem tomadas em corridas à pé?

Advinharam? Tais câmaras são dotadas de poderosos giroscópios, que mantém a estabilidade das tomadas de cenas. Assim, até eu...

Para terminar, lanço um desafio:

Como é que a visão humana não sofre tais efeitos, mesmo sem ter um giroscópio à sua disposição?

leitura complementar:

Veja um complexo giroscópio em ação, na excelente
Wikipédia:

http://pt.wikipedia.org/wiki/Girosc%C3%B3pio

Escrito por Jonas às 10h12
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