Составители:
Рубрика:
Жестко связанная с волчком стрелка («воткнутая» в тело волчка) образует неболь-
шой угол (15 градусов) с его осью. Траектория острия этой стрелки лежит на сферической
поверхности с центром в неподвижной точке опоры волчка. При регулярной прецессии
(см. рис. 8) петлеобразная траектория стрелки получается как результат сложения враще-
ния волчка вокруг собственной
оси и равномерного движения этой оси по конусу прецес-
сии. Все петли такой траектории одинаковы. При добавлении нутаций ось волчка совер-
шает колебания около среднего положения, соответствующего конусу установившейся
прецессии (см. рис. 14). Из-за таких колебаний оси волчка траектория конца стрелки за-
метно усложняется.
Управление программой
Программа позволяет изменять параметры моделируемой системы и условия наблю-
дения. Для удобства наблюдения изображение в окне можно поворачивать вокруг верти-
кальной и горизонтальной осей – вращать куб, в центре которого находится волчок. Этим
достигается возможность смотреть на изображение трехмерных объектов с разных точек,
например, сбоку, сверху или снизу. Для изменения точки зрения
нужно привести указа-
тель мыши в пределы окна, нажать левую кнопку и, не отпуская ее, перемещать («пере-
таскивать») указатель в ту или иную сторону, добиваясь наиболее удобного для наблюде-
ния расположения осей координат и объектов на экране. Если при этом одновременно
удерживать нажатой кнопку «Control» на клавиатуре, то мышью можно сдвигать
изобра-
жение в желаемом направлении. Если же удерживать нажатой кнопку «Shift», то при пе-
ремещении указателя мыши будет изменяться масштаб изображения – предметы будут
приближаться либо удаляться от наблюдателя.
Вращение волчка можно отображать в удобном для наблюдения масштабе времени.
Изменение временного масштаба достигается введением задержки, которую можно изме-
нять с помощью движка в
нижней части панели управления. Назначение других органов
управления на этой панели интуитивно понятно. Самая верхняя кнопка служит для пуска
и приостановки моделирования. Вторая кнопка позволяет выполнять моделирование по-
шагово. Третья кнопка восстанавливает начальные условия, а четвертая – задаваемые по
умолчанию значения параметров.
При первом знакомстве с программой можно не утруждать себя
вводом параметров,
а ограничиться выбором заранее заготовленных примеров из предлагаемого списка. Этот
список можно открыть, поставив «галочку» в соответствующем боксе на панели управле-
ния. Для детального изучения вынужденной прецессии следует проделать моделирование
при разных значениях параметров. Изменять параметры можно перемещением движков на
панели управления, либо вводя нужные значения с клавиатуры. Предварительно
нужно
приостановить моделирование кнопкой «Пуск/Пауза». При вводе какого-либо параметра с
клавиатуры поле ввода становится ярко желтым. Завершать ввод нужно нажатием клави-
ши «Enter», при этом поле ввода принимает прежний цвет.
Инертные свойства гироскопа определяются продольным и поперечным моментами
инерции относительно осей, проходящих через точку опоры. В программе момент инер-
ции относительно поперечной оси можно изменять перемещением диска, т.е. изменением
расстояния от точки опоры до центра масс (параметр «Высота диска»). С увеличением вы-
соты диска возрастает угловая скорость вынужденной прецессии и увеличивается отно-
шение периода нутаций к периоду собственного вращения гироскопа. Программа допус-
кает изменение значений расстояния от точки опоры
до центра масс в пределах от 0,5 до
1,25 (в относительных единицах).
Еще один параметр, который можно изменять в программе – это наклон оси гиро-
скопа, т.е. угол, который ось волчка образует с вертикалью. На панели управления он обо-
значен как «Наклон». Значение угла наклона нужно вводить в градусах. Допустимые зна-
20
