CINXE.COM

<!DOCTYPE html>    <html>  <head><script type="text/javascript" src="https://web-static.archive.org/_static/js/bundle-playback.js?v=7YQSqjSh" charset="utf-8"></script> <script type="text/javascript" src="https://web-static.archive.org/_static/js/wombat.js?v=txqj7nKC" charset="utf-8"></script> <script>window.RufflePlayer=window.RufflePlayer||{};window.RufflePlayer.config={"autoplay":"on","unmuteOverlay":"hidden"};</script> <script type="text/javascript" src="https://web-static.archive.org/_static/js/ruffle/ruffle.js"></script> <script type="text/javascript"> __wm.init("https://web.archive.org/web"); __wm.wombat("http://www.n-t.ru:80/tp/it/vk.htm","20181219021244","https://web.archive.org/","web","https://web-static.archive.org/_static/", "1545185564"); </script> <link rel="stylesheet" type="text/css" href="https://web-static.archive.org/_static/css/banner-styles.css?v=p7PEIJWi" /> <link rel="stylesheet" type="text/css" href="https://web-static.archive.org/_static/css/iconochive.css?v=3PDvdIFv" />  <title>Волчок и компас. Cтатьи. Наука и техника</title> <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge,chrome=1"/> <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1"> <meta name="SKYPE_TOOLBAR" content="SKYPE_TOOLBAR_PARSER_COMPATIBLE"/>  <meta property="og:title" content="Волчок и компас"> <meta property="og:url" content="https://web.archive.org/web/20181219021244/http://n-t.ru/tp/it/vk.htm"> <meta property="og:image" content="https://web.archive.org/web/20181219021244im_/http://n-t.ru/n-t158.png"> <meta property="og:image:width" content="316"> <meta property="og:image:height" content="316"> <meta property="og:description" content="Вращающийся волчок стремится сохранить неизменным положение своей оси. Мы часто бессознательно пользуемся этим в обыденной жизни. Свойства вращающихся тел находят применение в игрушках и жонглерских фокусах. Гироскоп и гирокомпас. Как применяли гироскопический эффект в начале века. "> <link rel="icon" href="/web/20181219021244im_/http://www.n-t.ru/favicon.ico" type="image/x-icon"> <link href="/web/20181219021244cs_/http://www.n-t.ru/dz/nit.css" rel="stylesheet" type="text/css"> </head> <body> <script type="text/javascript"></script> <div id="fb-root"></div> <script>(function(d, s, id) { var js, fjs = d.getElementsByTagName(s)[0]; if (d.getElementById(id)) return; js = d.createElement(s); js.id = id; js.src = "//web.archive.org/web/20181219021244/http://connect.facebook.net/ru_RU/sdk.js#xfbml=1&version=v2.4&appId=1615304618725556"; fjs.parentNode.insertBefore(js, fjs); }(document, 'script', 'facebook-jssdk'));</script> <div class="vk vkm">  <a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/"> <img class="il1" style="float: left;" src="/web/20181219021244im_/http://www.n-t.ru/dz/1024-logo.gif" border="0" width="208" height="72" alt="Перейти в начало сайта" title="Перейти в начало сайта"> <img class="il2" style="float: left;" src="/web/20181219021244im_/http://www.n-t.ru/dz/480-800-logo.gif" border="0" width="50" height="50" alt="Перейти в начало сайта" title="Перейти в начало сайта"> </a>  <div class="nv nm1">Электронная библиотека «Наука и техника»</div> <div class="nv nm2">n-t.ru: Наука и техника</div>  <div class="nv nv1"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/">Начало сайта</a> / <a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/tp/">Cтатьи</a> / <a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/tp/it/">История техники</a></div> <div class="nv nv2"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/">Начало сайта</a> / <a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/tp/">Cтатьи</a> / <a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/tp/it/">История техники</a></div> <div class="fp1"><div class="ya-site-form ya-site-form_inited_no" onclick="return {'action':'https://web.archive.org/web/20181219021244/http://n-t.ru/sy.htm','arrow':false,'bg':'transparent','fontsize':14,'fg':'#000000','language':'ru','logo':'rb','publicname':'Поиск по n-t.ru','suggest':false,'target':'_self','tld':'ru','type':3,'usebigdictionary':true,'searchid':149297,'webopt':false,'websearch':false,'input_fg':'#a1aab3','input_bg':'#ffffff','input_fontStyle':'normal','input_fontWeight':'normal','input_placeholder':'Поиск по n-t.ru:','input_placeholderColor':'#a1aab3','input_borderColor':'#B8D9B8'}"><form action="https://web.archive.org/web/20181219021244/http://yandex.ru/sitesearch" method="get" target="_self"><input type="hidden" name="searchid" value="149297"/><input type="hidden" name="l10n" value="ru"/><input type="hidden" name="reqenc" value=""/><input type="search" name="text" value=""/><input type="submit" value="Найти"/></form></div><style type="text/css">.ya-page_js_yes .ya-site-form_inited_no { display: none; }</style><script type="text/javascript">(function(w,d,c){var s=d.createElement('script'),h=d.getElementsByTagName('script')[0],e=d.documentElement;if((' '+e.className+' ').indexOf(' ya-page_js_yes ')===-1){e.className+=' ya-page_js_yes';}s.type='text/javascript';s.async=true;s.charset='utf-8';s.src=(d.location.protocol==='https:'?'https:':'http:')+'//web.archive.org/web/20181219021244/http://site.yandex.net/v2.0/js/all.js';h.parentNode.insertBefore(s,h);(w[c]||(w[c]=[])).push(function(){Ya.Site.Form.init()})})(window,document,'yandex_site_callbacks');</script></div> </div> <div class="pl plm"> <div class="pll"> <p class="rz"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/ns/" class="arz">Научные статьи</a></p> <p class="rb"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/ns/fz/" class="arb">Физика звёзд</a></p> <p class="rb"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/ns/fm/" class="arb">Физика микромира</a></p> <p class="rz"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/nj/" class="arz">Журналы</a></p> <p class="rb"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/nj/pr/" class="arb">Природа</a></p> <p class="rb"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/nj/nz/" class="arb">Наука и жизнь</a></p> <p class="rb"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/nj/pl/" class="arb">Природа и люди</a></p> <p class="rb"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/nj/tm/" class="arb">Техника – молодёжи</a></p> <p class="rz"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/nl/" class="arz">Нобелевские лауреаты</a></p> <p class="rb"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/nl/fz/" class="arb">Премия по физике</a></p> <p class="rb"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/nl/hm/" class="arb">Премия по химии</a></p> <p class="rb"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/nl/lt/" class="arb">Премия по литературе</a></p> <p class="rb"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/nl/mf/" class="arb">Премия по медицине</a></p> <p class="rb"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/nl/ek/" class="arb">Премия по экономике</a></p> <p class="rb"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/nl/mr/" class="arb">Премия мира</a></p> <p class="rz"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/ri/" class="arz">Книги</a></p> <p class="rb"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/ri/gl/ek.htm" id="rb">В поисках «энергетической капсулы»</a> </p><p class="rb"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/ri/ms/dz.htm" id="rb">Доктор занимательных наук</a> </p><p class="rb"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/ri/mi/mv.htm" id="rb">Механизм ответственной власти</a> </p><p class="rb"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/ri/gr/pav.htm" id="rb">Пионеры атомного века</a> </p><p class="rb"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/ri/kr/pu.htm" id="rb">Приключения великих уравнений</a> </p><p class="rb"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/ri/fz/" id="rb">Физики продолжают шутить</a> </p> <p class="rz"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/ii/" class="arz">Издания НиТ</a></p> <p class="rb"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/ii/ba/" class="arb">Батарейки и аккумуляторы</a></p> <p class="rb"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/ii/os/" class="arb">Охранные системы</a></p> <p class="rb"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/ii/ie/" class="arb">Источники энергии</a></p> <p class="rb"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/ii/st/" class="arb">Свет и тепло</a></p> <p class="rz"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/tp/" class="arz">Научно-популярные статьи</a></p> <p class="rb"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/tp/ns/" class="arb">Наука сегодня</a></p> <p class="rb"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/tp/ng/" class="arb">Научные гипотезы</a></p> <p class="rb"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/tp/to/" class="arb">Теория относительности</a></p> <p class="rb"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/tp/in/" class="arb">История науки</a></p> <p class="rb"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/tp/nr/" class="arb">Научные развлечения</a></p> <p class="rb"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/tp/ts/" class="arb">Техника сегодня</a></p> <p class="rb"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/tp/it/" class="arb">История техники</a></p> <p class="rb"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/tp/iz/" class="arb">Измерения в технике</a></p> <p class="rb"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/tp/ie/" class="arb">Источники энергии</a></p> <p class="rb"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/tp/rn/" class="arb">Наука и религия</a></p> <p class="rb"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/tp/mr/" class="arb">Мир, в котором мы живём</a></p> <p class="rb"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/tp/lt/" class="arb">Лит. творчество ученых</a></p> <p class="rb"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/tp/br/" class="arb">Человек и общество</a></p> <p class="rb"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/tp/ob/" class="arb">Образование</a></p> <p class="rb"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/tp/rz/" class="arb">Разное</a></p> </div> <div class="plp plpm"> <h1>Волчок и компас</h1> <p> </p> <p>Среди детских игрушек есть одна, которая заслуживает самого серьезного внимания со стороны исследователя законов природы – это волчок. Эта игрушка обладает целым рядом удивительных свойств, и ученые не мало потрудились над их объяснением. Первое из этих свойств волчка – его способность сохранять равновесие в таком положении, в каком всякое другое тело неизбежно должно упасть. В более общем виде это свойство можно формулировать так: вращающийся волчок стремится сохранить неизменным положение своей оси.</p> <p>В обыденной жизни мы часто бессознательно пользуемся этим свойством вращающихся тел. Чтобы пояснить это, мы позволим себе привести здесь отрывок из популярных лекций английского ученого, проф. Перри, – лекций, специально посвященных свойствам волчка.</p> <p>«Вот волчок, который лежит на плоской дощечке. Я подбрасываю его в воз-дух: вы видите, что проследить его движение трудно, и никто не мог бы предсказать наперед, в каком положении он упадет обратно на дощечку: – он может упасть своим острым концом и вперед, и назад, и в сторону. Но если я предварительно заверчу его и тогда подброшу его вверх, то уже не может быть никаких сомнений относительно того, в каком положении он вернется: ось его вращения все время остается параллельна сама себе, и я могу подбрасывать его несколько раз кряду, почти не изменяя его вращательного движения.</p> <p>«Если я подброшу вверх этот бисквит (рис. 2), то вы видите, что я не могу знать заранее, к а к он упадет обратно; но если перед тем, как выпустить его из рук, я приведу его во вращение, – то на этот счет не останется никакого сомнения. Вот шляпа; я подбрасываю ее вверх, и не знаю, в каком положении она упадет обратно; но если я раньше сообщу ей вращение, то ось, вокруг которой она вращается, останется (как и у волчка, и у бисквита) параллельной сама себе, и вы можете быть уверены, что, в данном случае, шляпа упадет на пол полями вниз. Очень резко выступает этот принцип при игре с диаболом: было бы совершенно невозможно поймать диабол, если бы он не находился в быстром вращательном движении. Подхлестывая диабол бечевкой, играющий сообщает ему вращение, благодаря, чему он и сохраняет неизменное положение полета.</p> <p>«Однажды я показывал некоторые из моих опытов перед публикой в концертной зале. Я старался заинтересовать моих слушателей, насколько мог, вышеописанными явлениями и рассказывал о том, что плоскому диску надо сообщить вращение, если его желают бросить так, чтобы возможно было заранее указать, как он упадет; точно так же поступают, если желают кому-нибудь бросить обруч или шляпу так, чтобы тот мог поймать их палкой. Далее я объяснил моим слушателям, что, отполировав гладко дуло пушки, никогда нельзя рассчитывать на точность прицела; вследствие этого и делают нарезные дула, т.е. вырезывают на внутренней стороне дула спиральные желобы, в которые приходятся выступы ядра, так что последнее получает вращательное движение, когда сила взрыва заставляет его двигаться по дулу пушки; благодаря этому, ось вращения снаряда (как у шляпы или бисквита) во время его полета остается параллельной сама себе... Это было все, что я мог сделать во время моей лекции, так как я не обладаю ловкостью в метании шляп или дисков. Но когда я кончил лекцию, на подмостки выступили два жонглера, – и я не мог пожелать лучшей иллюстрации к своей лекции, нежели та, которую давал каждый фокус этих артистов. Они бросали друг другу вращающиеся шляпы, обручи, тарелки, зонтики. Один из жонглеров кидал в воздух целый ряд ножей, ловил их и опять подбрасывал вверх. Моя аудитория, только что прослушавшая объяснение этих явлений, ликовала от удовольствия и заявляла, что она замечает вращение, которое жонглер сообщал каждому ножу, выпуская его из руки, так что он мог быть спокоен относительно того, в каком положении ножи вернуться к нему... Словом, почти все жонглерские фокусы, показанные в этот вечер, представляли иллюстрацию объясненного выше принципа. Если вы все еще не убеждены в его правильности, то спросите ребенка, когда его обруч легче опрокидывается: тогда ли, когда он катится быстро, или когда движется медленно? Спросите у велосипедиста, когда ему легче удержать равновесие – при медленной или при скорой езде? Спросите балетную танцовщицу, долго ли бы могла она устоять на носке, если бы не кружилась; спросите у астронома сколько месяцев земная ось сохраняла бы неизменное направление относительно Полярной звезды, если бы земля не вращалась...»</p> <p>Кроме этого, более и менее обще-известного, свойства, у волчка есть и еще одно, – пожалуй еще более замечательное. Оно состоит в следующем: если ось волчка заставить вращаться вокруг другой оси, то первая ось стремится занять положение параллельное второй, и при том так, чтобы оба вращательных движения имели одинаковое направление. Отсюда следует, что так как наш земной шар постоянно находится в вращательном движении, то все волчки и вообще все вращающиеся тела, видимые нами на земле, имеют стремление поставить свою ось параллельно земной оси, – т.е. направить ее к Полярной звезде. «С чувством изумления обыкновенно узнают впервые том, – пишет Перри, – что все вращающиеся тела (как, напр., маховые колеса паровых машин и т.п.) постоянно стремятся повернуть свою ось по направлению к Полярной звезде; это непосредственное стремление вращающихся тел остается тщетным, хотя, они и рвутся со своих подставок к предмету своих стремлений»...</p> <p>Но если мы подвесим волчок так, чтобы ось его могла свободно изменять свое положение, то стремление это не останется тщетным, а осуществится. Если при обычных условиях мы не замечаем этого стремления, то только оттого, что оно резко проявляется лишь при очень быстром вращении: вращающееся тело должно совершать несколько тысяч оборотов в секунду, чтобы мы могли заметить его стремление направить свою ось к Полярной звезде.</p> <p>Этим свойством быстро вращающихся волчков и воспользовались инженеры, чтобы приготовить ком-пас без магнита. Компас такого рода представляет собой волчок, чрезвычайно быстро вращающийся вокруг оси. Последняя, собственно, и играет роль стрелки магнитного компаса; она может двигаться лишь в горизонтальной плоскости и, следовательно, стремясь стать параллельно земной оси, займет положение как раз по линии север-юг.</p> <p>На рис. 6 изображена модель, наглядно объясняющая употребление безмагнитного компаса. Вы видите волчок (гироскоп), который можно закрепить в любом месте медного обруча-меридиана, охватывающего глобус. Ось волчка нарочно продолжена и сделана в виде большой стрелы, чтобы движения ее были резче. Волчок приводится в быстрое вращательное движение при помощи электричества (провод виден и на рисунке). Сила тяжести заменена здесь резиновыми шнурками, протянутыми от оси волчка к глобусу. Пока глобус не вращается, ось волчка может занижать любое положение; но как только «земля» приходить в вращательное движение, ось волчка начинает раскачиваться и успокаивается лишь тогда, когда станет параллельно меридиану, – т.е. направится с юга на север. Для моряка такой безмагнитный компас представляет огромные удобства. Во-первых, он показывает не на магнитный, а на географический полюс; во-вторых, для него не существует никаких «склонений», с которыми постоянно приходится считаться, пользуясь магнитным компасом. В третьих, – положение его не зависит от близости железных масс, которые так влияют на магнитный компас. Это последнее преимущество очень важно для военных судов, с их гигантскими пушками, толстой стальной броней и электромоторами.</p> <p>В настоящее время уже около 50 судов (главным образом, германского флота) снабжены такими безмагнитными компасами. Мы не будем входить здесь в описание деталей их устройства; они не существенны для неспециалиста, а идея их, надеемся, достаточно ясна из предыдущего. Укажем лишь, что компасы-волчки делают до 20.000 оборотов в минуту, т.е. около 330 в секунду (земля делает почти столько же в год!)</p> <p>Между прочим, компас-волчок дает нам новое и при том прямое доказательство вращения земли: если бы земной шар не вращался, движения оси компаса-волчка были бы необъяснимы. С помощью этого маленького прибора мы могли бы убедиться в вращательном движении нашей планеты даже в том случае, если бы никогда не видели неба, а были бы погребены в какой-нибудь подземной пещере... Как упростилась бы задача гениального Галилея, если бы он был знаком с этим замечательным свойством гироскопа!</p> <p>Надо вообще заметить, что волчок таит в себе не мало загадок, разрешение которых может сыграть важную роль в технике будущего. И нужно прямо удивляться, что такие важные принципы до сих пор оставались неиспользованными.</p> <p> </p> <p class="data">Источник информации:</p> <p class="sm">«Природа и Люди».<br> Иллюстрированный журнал науки, искусства и литературы. 1912, №15</p>  <div class="dk"> <div class="dp"> <p class="data nb">Дата публикации:</p> <p class="sm nb">17 февраля 1999 года</p> </div> <div class="ev"> <p class="data">Электронная версия:</p> <p class="sm nb">© <a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/">НиТ</a>. <a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/tp/">Cтатьи</a>, 1997</p> </div> </div> </div>  </div>  <div class="nk nkm"> <div class="fp2"><div class="ya-site-form ya-site-form_inited_no" onclick="return {'action':'https://web.archive.org/web/20181219021244/http://n-t.ru/sy.htm','arrow':false,'bg':'transparent','fontsize':14,'fg':'#000000','language':'ru','logo':'rb','publicname':'Поиск по n-t.ru','suggest':false,'target':'_self','tld':'ru','type':3,'usebigdictionary':true,'searchid':149297,'webopt':false,'websearch':false,'input_fg':'#a1aab3','input_bg':'#ffffff','input_fontStyle':'normal','input_fontWeight':'normal','input_placeholder':'Поиск по n-t.ru:','input_placeholderColor':'#a1aab3','input_borderColor':'#B8D9B8'}"><form action="https://web.archive.org/web/20181219021244/http://yandex.ru/sitesearch" method="get" target="_self"><input type="hidden" name="searchid" value="149297"/><input type="hidden" name="l10n" value="ru"/><input type="hidden" name="reqenc" value=""/><input type="search" name="text" value=""/><input type="submit" value="Найти"/></form></div><style type="text/css">.ya-page_js_yes .ya-site-form_inited_no { display: none; }</style><script type="text/javascript">(function(w,d,c){var s=d.createElement('script'),h=d.getElementsByTagName('script')[0],e=d.documentElement;if((' '+e.className+' ').indexOf(' ya-page_js_yes ')===-1){e.className+=' ya-page_js_yes';}s.type='text/javascript';s.async=true;s.charset='utf-8';s.src=(d.location.protocol==='https:'?'https:':'http:')+'//web.archive.org/web/20181219021244/http://site.yandex.net/v2.0/js/all.js';h.parentNode.insertBefore(s,h);(w[c]||(w[c]=[])).push(function(){Ya.Site.Form.init()})})(window,document,'yandex_site_callbacks');</script></div> <div style="padding: 4px 0 6px 0; background: #f0faff;"><div class="fp2"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/">В начало сайта</a> | <a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/ri/">Книги</a> | <a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/tp/">Статьи</a> | <a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/nj/">Журналы</a> | <a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/nl/">Нобелевские лауреаты</a> | <a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/ii/">Издания НиТ</a> <br> <a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/ks.htm#n-t">Карта сайта</a> | <a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/sp/">Cовместные проекты</a> | <a href="https://web.archive.org/web/20181219021244/http://smbr.ru/">Журнал «Сумбур»</a> | <a href="https://web.archive.org/web/20181219021244/http://o-val.ru/">Игумен Валериан</a> </div></div> <div style="padding: 4px 0 6px 0; background: #fffceb; border-top: 1px solid #99D8FF;"><div class="fp2">© <a href="https://web.archive.org/web/20181219021244/http://n-t.ru/">МОО «Наука и техника»</a>, 1997...2018</div></div> <div style="padding: 4px 0 6px 0; background: #f0faff; border-top: 1px solid #99D8FF;"><div class="fp2"><a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/md.htm">Об организации</a> • <a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/ad.htm">Аудитория</a> • <a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/ki.htm">Связаться с нами</a> • <a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/rr.htm">Разместить рекламу</a> • <a href="/web/20181219021244/http://www.n-t.ru/pi.htm">Правовая информация</a> </div></div> </div> </body></html>