Данная статья посвящена постановке опыта с гироскопом в особом статусе, для доказательства или опровержения вращения земли и как следствие доказательства или опровержения её шарообразности. Для тех кто не в курсе сегодняшнего опыта и хочет понять предысторию то вам нужно ознакомится с началом данного материала по ссылке. Если все готовы, тогда пристёгивайте ремни, нас будут раскручивать ))).
Итак, материал прошлой статьи завершился тем что мы должны поставить некий опыт, который докажет правоту одной из парадигм, в данном случае вращение Земли. Опыт ставим в течении 24 часов, но можно и меньше (ниже вы всё поймёте) с одним прибором - гироскоп. Данный прибор имеет несколько модификаций - двухосевой и трехосевой. Всё зависит от целей и задач. В нашем случае это трёх осевой со свободой вращения ротора во всех направлениях. Данный гироскоп будет работать в режиме гирокомпаса.
Гирокомпас
Чтобы понять почему гироскоп будет работать в режиме гирокомпаса, нужно понять или знать что данный прибор уже ооочень давно используется как военными так и гражданскими для определения объекта в пространстве. Дело в том что простой магнитный компас достаточно простой прибор механика которого сводится к определению положению объекта (компаса) к некоторому полюсу магнитной сферы земли. Другими словами мы можем определить где север. Однако, все мы знаем, что магнитный полюс и географический это разные понятия, но почти близкие по положению.
Для навигации обычного человека данный прибор полезен своей простотой на плоскости - двумерном пространстве. Недостатком же обычного компаса служат магнитные аномалии. Гирокомпас же более сложный прибор, более точный и лишён всех недостатком обычного, магнитного компаса. Он позволяет определить положение тела пространстве - трёхмерном, на такой прибор не действуют внешние силы, искажающие его положение, в отличии от простого компаса, где любое более сильное магнитное поле (аномалия) может сбить результат.
Авиация гражданская или военная использует гироскопы для установки искусственного горизонта, вдоль которого движется самолёт. То есть прибор задает параметры горизонта на который ориентируется пилот или автопилот. Для глубоководных субмарин, также используется гироскопы, они же используются в плоть до торпед выпускаемых по противнику. Удивительно то, что данный прибор позволяет двигаться аппарату носителю (самолёт, подводная лодка) в трёхмерном пространстве, зная при этом отклонения как по горизонтальному курсу вверх и вниз, так в классическом плоском направлении. Однако, это единственный прибор который, точно покажет положение носителя с гироскопом в точке пространстве, например в открытом космосе, где нет привязки к материальны объектам
Самые простые гироскопы сейчас используются в квадрокоптерах, мини вертолетах и другой техники доступные простым людям, просто мы даже этого не осознаем. Всё это многообразие техники не может корректно работать без гироскопа. А знаете ли вы, что современные танки, которые в прыжке (с трамплина) могут стрелять идеально ровно, а их башня как-будто и не двигается в пространстве. Всё это система из гироскопов и специальных двигателей, которые приводят систему к устойчивому положению.
Биогирокомпас. Что? Что ты такое несёшь подумали вы, ан нет и такое есть и даже в нас есть. Данный аппарат называется вестибулярный аппарат, основан он конечно же не на вращении роторов, а на других физико-физиологических процессах, но это не меняет сути.
Вестибуля́рный аппара́т (лат. vestibulum «преддверие») — орган, воспринимающий изменения положения головы и тела в пространстве и направление движения тела у позвоночных животных и человека; часть внутреннего уха.
Вестибулярный аппарат — сложный рецептор вестибулярного анализатора. Структурная основа вестибулярного аппарата — комплекс скоплений реснитчатых клеток внутреннего уха, эндолимфы, включенных в неё известковых образований — отолитов и желеобразных купул в ампулах полукружных каналов. Из рецепторов равновесия поступают сигналы двух типов: статические (связанные с положением тела) и динамические (связанные с ускорением). И те и другие сигналы возникают при механическом раздражении чувствительных волосков смещением.
Вследствие разной инерции эндолимфы и купулы при ускорении происходит смещение купулы, а сопротивление трения в тонких каналах служит демпфером (глушителем) всей системы. Овальный мешочек (утрикулюс) играет ведущую роль в восприятии положения тела и, вероятно, участвует в ощущении вращения. Круглый мешочек (саккулюс) дополняет овальный и, по-видимому, необходим для восприятия вибраций.
Теория и опыт
Итак мы теперь понимаем. что такое гироскоп, для чего он нужен, на как с этим прибором доказать, что Земля вращается? Вспомним то, что ось вращения ротора всегда перпендикулярна той плоскость с которой ротор начал свое молниеносное вращение и сопротивляется любым внешним силам, которые пытаются качнуть этот баланс. Трёхосевая конструкция гироскопа позволяет освободить вращение ротора от жесткой привязки в трёхмерном пространстве. Таким образом в момент запуска трёхосевого гироскопа его ротор более не зависит от положения Земли в пространстве.
Наш эксперимент в идеале проводить на географическом экваторе. Если Земля вращается вокруг своей оси, то находящийся на её поверхности прибор начнёт показывать отклонения ротора к ее поверхности, где он установлен.
Начало опыта
Поскольку Земля, как говорят учёные, совершает полный оборот за 24 часа, то есть 360 градусов за 24 часа, то ровно через 6 часов после начала эксперимента ротор повернется на 90 градусов, ещё через 6 часов уже на 180 градусов. Через 18 часов после начала эксперимента уже крутанётся на 270 градусов и на 24 часе, сделав полный оборот, вернется в начальную точку.
На всех рисунках одна из осей гироскопа жестко установлена поверхности Земли (зелёная чаша - 1\2 внешней рамы гироскопа). Видно как на протяжении всего эксперимента внешняя рама гироскопа строго перпендикулярна земле (ирония и сарказм в этом тоже есть :) ). Однако ось ротора гироскопа отклоняется на всё протяжении, это видно по розовой части ротора. Но это не так, на самом деле ось ротора гироскопа всегда будет в одном положении в пространстве. В ПРОСТРАНСТВЕ КАРЛ!!!
Самое интересное то, что нам даже не нужно ждать двенадцати часов или суток, чтобы увидеть отклонения, достаточно и одного часа, о котором мы упоминали выше. В данном случае один час будет равен 15 градусам, который можно зафиксировать и не вооруженным глазом.
Итак мы с теорией постановки опыта и прибором ознакомились теперь пришло время узнать результат эксперимента. Как вы думаете какой он будет? Земля вращается или нет? Есть ли отклонения у ротора гироскопа?