Zákon zachování momentu hybnosti je fyzikální jev, který se využívá u setrvačníků – např. v podobě kol. Základní vlastností rotujícího setrvačníku je, že se brání změně osy rotace. Tento princip je známý několik tisíc let a používá se ke stabilizace námořních lodí nebo v navigačních přístrojích.

Setrvačník nebo také gyroskop je zařízení o velké hmotnosti, které se otáčí velkou rychlostí kolem osy souměrnosti. Ty jsou navrhovány tak, aby rotovaly kolem své volné osy. Osa roztočeného setrvačníku (gyroskopu) zachovává svůj směr v prostoru, nepůsobí–li na setrvačník vnější síly. Ke změně směru rotační osy je třeba poměrně velkého momentu síly. Roztočený setrvačník má značnou kinetickou energii. Těžké setrvačníky u parních motorů vyrovnávají náhlá zatížení nebo odlehčení strojů, takže chod je rovnoměrnější, mimoto dodávají energii v taktech, kdy stroj práci nekoná.

Roztočením si setrvačník nastřádá velmi mnoho energie a dlouho se pak točí. Je–li moment vnějších sil působících na setrvačník roven nule, nemění osa otáčení svůj směr. Příkladem je setrvačník zavěšený v Cardanově závěsu, který se skládá ze dvou na sebe kolmých kruhů. Těleso zavěšené v tomto závěsu nemění osu otáčení, i když měníme polohu celého setrvačníku.


Setrvačník v Cardanově závěsu.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.

Podle rozložení hmotnosti rozdělujeme setrvačníky na asymetrické (hlavní momenty setrvačnosti jsou navzájem různé), symetrické (právě dva z hlavních momentů setrvačnosti jsou stejné) a kulové (hlavní momenty setrvačnosti jsou shodné) nebo podle výsledného silového působení na bezmomentové (výsledný moment vnějších sil vzhledem k pevného bodu je nulový; typickým příkladem bezmomentového setrvačníku je těleso upevněné v Cardanově závěsu) a těžké (kromě vazby v pevném bodě působí na setrvačník pouze tíhové pole Země).

Setrvačníky mají řadu praktických použití. Jako bezmomentový setrvačník uložený v Cardanově závěsu se chová umělý horizont, zařízení, které umožňuje pilotům určit horizontální polohu. Setrvačníky umožňují stabilizovat kmity lodi při silném vlnobití. S vývojem moderní techniky a nových materiálů majíé setrvačníky v současnosti řadu zajímavých využití v praxi. Rychloběžné setrvačníky se používají jako zásobníky elektrické energie (např. firma Boeing vyvinula setrvačníkový zásobník elektrické energie s kapacitou řádově GJ.

Autor textu

Autor textu: 

Rezervace a nákup vstupenek

Recepce

Poradíme Vám s objednáním a nákupem vstupenek.