Gyroscoop

Een gyroscoop is een instrument waarmee de wet van behoud van hoekimpuls wordt bewezen. De uitvinder van de gyroscoop Leon Foucault stelde in 1852 de naam samen uit de Griekse woorden “gyros” en “skopein” die respectievelijk “cirkel” en “zien” betekenen. Elke symmetrische massa die snel om zijn as draait is in feiten een gyroscoop. Voorbeelden hiervan zijn de aarde, de wielen van een fiets of auto, een vliegwiel of een draaitol.

Vaak is een gyroscoop in een Cardanische ophanging gevat, zoals hiernaast getoond, zodat hij in alle dimensies vrij kan draaien, net als een kompas op een schip.

Wanneer een gyroscoop eenmaal in beweging is gebracht zal deze door de wet van behoud van hoekmomentum in dezelfde positie proberen te blijven. Leon Foucault bewees aan de hand van dit principe dat de aarde om zijn as draait. Door de draaiing van de aarde lijkt het namelijk of de gyroscoop in een etmaal om zijn as draait! Omdat de gyroscoop ten opzichte van de “ruimte” stilstaat moet de aarde dus wel om zijn as draaien.

Wanneer de gyroscoop slechts op een punt wordt ondersteund zal precessie op treden. Het lijkt dan of de gyroscoop op een onmogelijke manier met de wetten van de zwaartekracht spot. Dit gedrag is het gevolg van het moment uitgeoefend door de zwaartekracht op het hoekimpuls wat een resultante loodrecht op de zwaartekracht tot gevolg heeft.

Hoe groter de hoekimpuls des te lager de precessie snelheid. Zo duurt een precessie periode van de aarde 25.800 jaar.

In de scheep- en luchtvaart wordt de gyroscoop ook gebruikt als kompas. Gyroscopische kompassen zijn nauwkeuriger dan kompassen die gebuikt maken van het aardmagnetisch veld omdat de aanwezigheid van ijzer deze stoort. Gyroscopische kompassen hebben hier geen last van. Een gyroscopisch kompas moet echter wel regelmatig worden geijkt. Dit gebeurt meestal aan de hand van de sterren.

De Gravity Probe B-missie van de NASA voert een experiment uit met behulp van uiterst nauwkeurige gyroscopen om de relativiteitstheorie te bevestigen.