يشرح هذا المقال ما هو الجيروسكوب وفيم يتم استخدامه. سوف تتعلم أيضًا كيفية عمل الجيروسكوب وكيف يختلف هذا الجهاز عن مقياس التسارع.
ما هو الجيروسكوب؟
الجيروسكوب أو الجيروسكوب هو أداة تستخدم لتحديد اتجاه الجهاز. وبالمثل، يتم استخدام الجيروسكوب أيضًا للحفاظ على الاتجاه في مساحة الجهاز أو تعديله.
يتكون الجيروسكوب من قرص متقاطع على محوره بقضيب صلب. بالإضافة إلى ذلك، فهو يحتوي على مجموعة من الحلقات التي تدور حول القرص الرئيسي أثناء دورانه حول محوره.
يُنسب اكتشاف التأثير الجيروسكوبي إلى الألماني يوهان بونينبرجر عام 1817. ومع ذلك، لم يخترع الفرنسي ليون فوكو أول جيروسكوب إلا في عام 1852.
من أهم مميزات الجيروسكوب أنه يستطيع الدوران على محور واحد دون أن يسقط. على الرغم من أنه من الناحية النظرية يجب أن يتوقف عن الدوران والسقوط، إلا أن الجيروسكوب قادر على الاستمرار في الدوران. يمكنك أدناه مشاهدة مقطع فيديو تظهر فيه هذه الميزة للجيروسكوب:
كيف يعمل الجيروسكوب
والآن بعد أن عرفنا تعريف الجيروسكوب، سنرى في هذا القسم كيف يعمل هذا الجهاز. لفهم كيفية عمل الجيروسكوب، يجب عليك أولاً معرفة ما يتكون تأثير الجيروسكوب، لذلك نقوم أولاً بشرح تأثير الجيروسكوب ومن ثم كيفية عمل الجيروسكوب.
التأثير الجيروسكوبي هو ظاهرة فيزيائية تحدث في الأجسام ذات الحركة الدورانية. باختصار، يؤدي التأثير الجيروسكوبي إلى تحرك الأجسام التي تدور حول محور تناظرها في اتجاه 90 درجة بالنسبة لاتجاه دورانها.
وبالتالي، فإن تشغيل الجيروسكوب يتعلق بالتأثير الجيروسكوبي. عندما يدور الجيروسكوب حول محور التماثل تظهر قوة تجعل الجيروسكوب يغير اتجاهه، ونتيجة لذلك لا يسقط الجيروسكوب ويستمر في الدوران.
ويمكنكم مشاهدة الشرح التفصيلي لكيفية عمل الجيروسكوب في الفيديو التالي:
تطبيقات الجيروسكوب
حاليًا، للجيروسكوب استخدامات عديدة وفي مجالات متنوعة جدًا. في هذا القسم سنرى ما هي تطبيقات الجيروسكوب.
يستخدم الجيروسكوب لتحديد اتجاه الجسم. ولذلك تعتمد تطبيقات الجيروسكوب على دمج هذا الجهاز في الأشياء أو المركبات لمعرفة اتجاهها.
على سبيل المثال، تحتوي الهواتف المحمولة اليوم على جيروسكوب مدمج لتحديد اتجاهها. وهكذا يتم استخدام جيروسكوب الهاتف الخليوي في ألعاب الفيديو لمعرفة اتجاه تشغيل الجهاز وبالتالي التفاعل مع ما يحدث على شاشة الهاتف الخليوي.
يُستخدم الجيروسكوب أيضًا في أنظمة الملاحة، لأنه يتيح لك معرفة اتجاه السيارة. على سبيل المثال، في أنظمة الملاحة للطائرات أو السفن، يعد الجيروسكوب أداة أساسية لتشغيلها.
وأخيرًا، تحتوي الكاميرات المتطورة أيضًا على جيروسكوب مدمج يسمح لها بالتصويب على نقطة ثابتة أثناء الحركة. على سبيل المثال، في الرياضات الحركية، يكون جيروسكوب الكاميرا مفيدًا جدًا، لأنه بهذه الطريقة يمكنك التقاط الصور أثناء تحرك المصور.
الجيروسكوب ومقياس التسارع
أخيرًا، سنرى ما هو الفرق بين الجيروسكوب ومقياس التسارع، حيث أنهما أداتان يمكن أن يكمل كل منهما الآخر، علاوة على ذلك، غالبًا ما يتم الخلط بينهما.
مقياس التسارع هو أداة تقيس التسارع. ببساطة، مقياس التسارع هو جهاز استشعار يستخدم لتحديد التسارع الذي يشعر به الجسم.
ولذلك، فإن الفرق بين الجيروسكوب ومقياس التسارع هو أن الجيروسكوب يقيس اتجاه ودوران الجسم، بينما يقيس مقياس التسارع التسارع الخطي للجسم.
لهذا السبب، عادةً ما يتم استخدام المعلومات التي يتم التقاطها بواسطة هذين النوعين من أجهزة الاستشعار معًا لإجراء العمليات الحسابية، حيث أنهما يكملان بعضهما البعض بشكل جيد للغاية. على سبيل المثال، تحتوي الهواتف المحمولة عادةً على مقياس تسارع وجيروسكوب مدمجين.
انقر على الرابط التالي لمعرفة المزيد عن مقياس التسارع: