質問: ジャイロについて 車輪の車軸を両手に持ってタイヤを回した時、どちらかの手だけ前水平方向に押しだしたとします。すると、片方の手が上がり車輪が斜めに傾いて回転を続けますよね。 この時、角速度の方向が右ねじの方向だということはわかるのですが、他にどのような力がどの方向に働いてそうなるのですか。 説明下手でごめんなさい。 分かりやすい回答お願いします。
回答: 物を回転させると「コマ」となりますが、これには以下2つの作用があります。 「剛性(rigidity)」:回転しているコマはその軸方向を一定に保とうとします。ご質問の例だと、 高速で回すほど、止まっているときに比べて、軸の向きを変えようとするのに逆らう力を 強く感じる筈です。これは後のリンクでも書きましたが、地球上にいると、自分の方が 自転で回っていて、コマの軸の方が止まっています。この原理は航空機のジャイロ コンパスでも使っています。 「摂動(precession)」:回転しているコマに、軸方向を変える力を加えると、加えた方向に 対し、その力が回転面で90°進んだ方向に現れる現象です。ご質問の例で「>片方の 手が上がる」のはこの作用です。 「>角速度の方向が右ねじの方向だということはわかるのですが」は違うと思います。 この場合、「右ねじ」の方向という法則は無く、回転方向と見る向きで変わってきます。 例えば、タイヤが手前から上に向かって回る場合、右手を押し出すならば、この作用 は右手が下がる方向になります。逆手、または回転方向が逆だと作用方向は逆です。 ヘリコプターが回転面を傾ける際にこの原理を使っています。 これらを知る教材で有名なのは「地球ゴマ」です。 http://ja.wikipedia.org/wiki/%e5%9c%b0%e7%90%83%e3%82%b4%e3%83%9e これらの作用をまとめて一般に「ジャイロ効果」と呼んでいます。 http://ja.wikipedia.org/wiki/%e3%82%b8%e3%83%a3%e3%82%a4%e3%83%ad%e5%8a%b9%e6%9e%9c 既回答分で、航空機のジャイロについてです。やはりこの2つの原理を使っています。 http://okwave.jp/qa/q6867326.html ヘリコプターのメインローターの傾きによる操縦原理も書いたことがあります。 http://okwave.jp/qa/q5895586.html