giroscòpio

giroscopio

giroscòpio s. m. [dal fr. gyroscope, comp. di gyro- «giro-» e -scope «-scopio», termine coniato dal fisico fr. L. Foucault nel 1852]. – In fisica, solido il cui ellissoide centrale d’inerzia è rotondo; in partic., g. in senso stretto, se il solido è esso stesso rotondo e omogeneo (cilindro, cono, sfera, una trottola). G. comune, o g. di Foucault, giroscopio in senso stretto in cui il disco, omogeneo e massiccio, è calettato ortogonalmente nel suo centro a una sbarra cilindrica il cui asse è l’asse giroscopico del disco e i cui estremi sono impegnati in una sospensione cardanica collegata a un supporto fisso in modo da consentire ogni orientamento dell’asse e ogni moto del disco intorno al suo baricentro (anch’esso fisso): se al disco viene impressa una rapidissima rotazione intorno al suo asse (velocità giroscopica) e questo viene puntato verso un riferimento inerziale (per es. una stella fissa), quel puntamento permane invariato finché dura la rotazione (principio della permanenza degli assi giroscopici); inoltre, se si applica in un punto dell’asse una forza sufficiente a causarne una deviazione, questa non si manifesta (come ci si potrebbe aspettare) nel piano che contiene l’asse e la forza, ma, con moto di precessione, nella direzione del momento, perpendicolare a tale piano (principio della tendenza al parallelismo dell’asse giroscopico con il momento sollecitante). Tali caratteristiche dei moti giroscopici, utilizzate inizialmente in esperienze didattiche e dimostrative (la permanenza dell’asse giroscopico costituisce una prova della rotazione terrestre), trovano attualmente applicazione in molti strumenti quali la girobussola, il giroscopio direzionale (v. girodirezionale), lo stabilizzatore giroscopico, l’orizzonte artificiale, ecc. G. a cavità ottica, o a laser, dispositivo costituito da un laser che alimenta la cavità ottica a percorso triangolare determinata da tre specchi, da uno dei quali, semiriflettente, si estraggono verso un fotorivelatore i due segnali luminosi corrispondenti ai due sistemi di onde procedenti in verso opposto lungo il detto percorso triangolare; il sistema ruota intorno a un asse ortogonale al piano del cammino e passante per il centro di questo; in uscita si hanno due segnali ottici di uguale frequenza e quindi non si ha segnale di battimento se il sistema è in quiete, mentre se esso è in moto rispetto a un sistema inerziale le frequenze dei due segnali variano, per effetto Doppler, in verso opposto e si ha una frequenza di battimento dipendente dalla componente della velocità del sistema nel piano della cavità ottica; l’insieme di tre dispositivi di questo genere, con cammini su piani mutuamente ortogonali, è in grado di mettere in evidenza spostamenti qualunque rispetto a un sistema inerziale; per es., quando un veicolo entra in una curva si destano reazioni del genere su ciascuna coppia di ruote coassiali, con l’effetto di una differente pressione esercitata sul suolo dalle ruote interne ed esterne rispetto alla curva, con possibile ribaltamento del veicolo.