Precessie fysica

Precessie, fenomeen dat verband houdt met de werking van een gyroscoop of een tol en bestaat uit een relatief langzame rotatie van de rotatieas van een draaiend lichaam om een ​​lijn die de spinas snijdt. Het soepele, langzame cirkelen van een tol is precessie, het ongelijke wiebelen is nut.

In de figuur draaien de schijf van gewicht W en de aangehechte as met hoge snelheid rond de draaias AB. De hoeksnelheid ω, die met de klok mee vanuit A wordt bekeken, kan worden aangegeven door de gebogen pijl ω in het vlak van de schijf of door de vector ω ′ die loodrecht op de schijf staat en naar rechts wijst. De gebogen pijl ω en de vector ω ′ zijn respectievelijk analoog aan de rotatie en voortbeweging van een rechtse schroef in een moer; dit staat bekend als de rechterhandregel. Het is meestal handiger om rotaties en draaimomenten (die de neiging hebben om rotaties te produceren) weer te geven door vectoren in plaats van door gebogen pijlen.

De as en de stationaire kolom AC zijn verbonden door een kogelgewricht bij A, waardoor de as om elke lijn door A kan roteren. In de opstelling weergegeven in de figuur creëert het gewicht W een rechtsom moment WL rond A, die kan worden weergegeven door een vector M van magnitude WL, werkend bij A en loodrecht op AB. Vanwege het moment zal de as precurseren (langzaam roteren) rond de as van de kolom met de klok mee, gezien vanaf C; de hoeksnelheid van precessie wordt aangegeven door de vector Ω. Opgemerkt moet worden dat ω ′, M en Ω haaks op elkaar staan ​​en dat de spinvector ω ′ altijd draait naar het moment van de vector M. Er kan worden aangetoond dat Ω, de hoeksnelheid van precessie, niet afhankelijk is op de hoek α, die in het geval van een tol bijna 180 graden is.

De precessie van toppen gaat vaak gepaard met een fenomeen dat bekend staat als nutatie, wat tot uiting komt in een golfachtige beweging van het einde van de draaias veroorzaakt door variaties in de hoek α.