ایده های برگزیده فیزیک هشتمین دوره ی پروژه های دانش آموزی تبیان

هشتمین دوره از پروژه های دانش آموزی تبیان نیز با یاری خداوند و حضور پر شور شما دوستان و علاقمندان به پایان رسید اما کار ما هنوز تمام نشده است! این دوره نیز هم چون سال های گذشته دوستان بسیاری با ثبت طرح ها و ایده های خلاقانه خود در منوی "پیشنهاد موضوع" ما را در ارتقای تنوع پروژه ها یاری نموده اند. هم چون گذشته بر آن شدیم تا با گردآوری این ایده های جالب، علاوه بر قدر دانی از این دوستان نوآور، زمینه ای را برای ایده پروری سایر پژوهشگران علاقمند فراهم آوریم. فراموش نکنید که ما همیشه منتظر طرح های جدید شما عزیزان هستیم.

نام ایده :  ژیروسکوپ

نام ارائه دهنده :  صابره دهقانی،زهرا بزرگیان

زمینه و نوع پروژه : فیزیک - عملی

درجه سختی:  دشوار

ژیروسکوپ دستگاه کوچک و بسیار سنگین است که تعادل بسیار پایدار دارد و طوری ساخته شده است که در سه جهت در کمال سهولت به آسانی دوران می‌کند ، حول محور دوران خود ، حول محور قائم ، حول محور افقی.

در واقع ژیروسکوپ وسیله‌ای برای اندازه‌گیری و یا حفظ جهت می‌باشد که از اصل بقای تکانه زاویه‌ای استفاده می‌کند. یک ژیروسکوپ مکانیکی همیشه یک چرخ یا دیسک چرخنده با محور آزاد دارد که می‌تواند در هر جهتی بایستد. این جهت گیری بسیار کمتر بر اثر گشتاور خارجی تغییر می‌کند که این به دلیل ممان زاویه‌ای بزرگ خود به همراه نرخ زیاد چرخش آن است. چون گشتاور خارجی توسط نگاه داشتن وسیله در یک حلقه کمینه می‌شود جهت آن تقریبا ثابت می‌ماند، صرف نظر از این که سطحی که وسیله روی آن قرار گرفته چقدر حرکت می‌کند. ژیروسکوپ‌های با تکنولوژی حالت جامد هم وجود دارند مانند ژیروسکوپ‌های حلقه لیزری.

کاربردهای ژیروسکوپ شامل هدایت زمانی که قطب‌های مغناطیسی کار نمی‌کنند (مانند تلسکوپ هابل) و یا به اندازه کافی دقیق نیستند (مثل ICBM) و یا برای پایدارسازی ماشین‌های پرنده مثل هلیکوپترهای هدایت شونده توسط رادیو و یا UAVها می‌باشد. به دلیل دقت بالاتر، ژیروسکوپ‌ها هم چنین در حفظ جهت در معدن کاری تونل‌ها هم به کار می‌روند. در تلفن های همراه نیز ژیروسکوپ کاربرد دارد و تحت عنوان چرخش خودکار صفحه (screen rotation) می توان آن را فعال کرد.

اولین ژیروسکوپ شناخته شده توسط یک آلمانی به نام یوهان بوهننبرگر که اولین بار در سال 1817 درباره اش نوشت ساخته شده‌است. در ابتدا او آن را «ماشین» نامید. ژیروسکوپ بوهننبرگر بر اساس یک کره بزرگ چرخنده ساخته شد. در سال 1832 والتر جانسونآمریکایی ژیروسکوپی ساخت که براساس دیسک چرخنده کار می‌کرد.

دانش آموزان پژوهشگر هدف از انجام این پروژه را ساختن یک ژیروسکوپ دقیق و استفاده از انرژی آن بیان کردند. این پژوهشگران مهارت هایی که از انجام این پروژه کسب کردند به قرار زیر است:

1-       آشنایی با انرژی های نو

2-      آشنایی با نیروی محرکه القایی

3-      فرآیند ژیروسکوپ در مکانیک تحلیلی

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان

تهیه و تنظیم: اعظم اژدری

مطالب مرتبط:

ایده های برگزیده علوم زیستی هشتمین دوره ی پروژه های دانش آموزی تبیان

ایده های برگزیده روانشناسی هشتمین دوره ی پروژه های دانش آموزی تبیان

ایده های برگزیده روانشناسی هشتمین دوره ی پروژه های دانش آموزی تبیان