Funktionieren Gyroskope unabhängig von der Erdanziehungskraft / vom Erdhorizont?
Arbeiten Gyroskope (also z.B. künstliche Horizonte in Flugzeugen) abhängig oder unabhängig von der Erdgravitation? Also richten die sich nach einer längeren "Zeit der Ruhe" wieder zum Horizont aus oder bleiben die "für immer" in einer festgelegten Rotationsposition?
Ich debattiere nämlich seit einiger Zeit mit Flat-Earthern im Netz und letztens brachte einer das Argument, dass Gyroskope nur auf einer flachen Erde funktionieren könnten, da diese unabhängig vom Horizont arbeiten würden. Ein mir befreundeter Physiker sagte allerdings, dass sich Gyroskope bei ruckartigen/schnellen Drehungen (z.B. im Flugzeug) nicht neu ausrichten, bei längerer Zeit aber immer wieder die Horizontale finden würden.
Weiß jemand noch mehr/genaueres und kann mir die Funktionsweise von Gyroskopen vielleicht besser erklären? Ansonsten was sagt ihr dazu?
Liebe Grüße :)
6 Antworten
Hey!
Ein Gyroskop ist nicht immer ein künstlicher Horizont!
Ein Gyroskop bleibt generell in der Raumlage in der es gestartet wurde, auch auf Raumschiffen. Da aber kein technisches System Perfekt ist, kommt es mitunter zu Abweichungen, welche nicht Stabil sind: Wandert das Gyroskop aus, bewegt es sich nicht von selbst in die Ausgangslage zurück.
Nun zum künstlichen Horizont:
Um diesen "Kreiseldrift" zu verhindern besitzen künstliche Horizonte ein kleines Gewicht in Erdrichtung. Dieses justiert den Kreisel immer auf die Richtung der Gewichtskraft.
Und noch etwas: Statt einen Schwurbler mit wissenschaftlichen Beweisen von irgendetwas überzeugen zu wollen kannst du auch versuchen Pudding an die Wand zu nageln, da wirst du mehr Erfolg haben ;)
Danke für die Erkärung und jap, Pudding würde eher halten :)
Ein künstlicher Horizont richtet sich nach der Lotrichtung aus, und zwar
- direkt nach dem Einschalten im Ruhezustand des Fliegers recht schnell (in einigen Sekunden), damit er schnell betriebsbereit ist,
- im Betrieb, also im Fluge aber recht langsam (in einigen Minuten), damit er den Variationen der Lotrichtung (speziell im Kurvenflug) möglichst wenig folgt und die gewünschte Ausrichtung seiner Kreiselachse zum Erdmittelpunkt beibehält.
Dazu ist er mit einem Aufrichtmechanismus ausgestattet, der genau diese Eigenschaften garantiert.
Ein Gyroskop ist ein Kreisel der natürlich nach der Erdanziehung ausgerichtet wird. Aber wenn er einmal läuft bleibt er immer in dieser Ausrichtung auch unabhängig von der Erdanziehung. Natürlich nur theoretisch in der Praxis ist natürlich nichts hundertprozentig.
Also wenn man jetzt ein Gyroskop quasi "anschmeißt" dass es läuft und dann ein Flugzeug damit immer weiter in eine Richtung fliegen lässt, wäre das Gyroskop dann auf der gegenüberliegenden Seite der Erde um 180° gedreht oder wie?
Nein weil die Gravitation unserer Erde hat keine zwei Enden oder Polaritäten sondern nur einen Mittelpunkt als Bezugspunkt das Resultiert nur aus falschem Verstehen zum Erdmittelpunkt steht das Gyroskop immer gleich.
Das Gyroskop selbst ist als Kreiselstabilisator an keinerlei äußere Kräfte gebunden, kann aber technisch mit weiteren Sensoren verbunden werden, die z.B. an die Erdgravitation gebunden sind. Es kommt hier mithin auf die technische Gesamtkonstellation an bei der Bewertung der Instrumentenanzeige.
Bisher war leider keine richige Antwort dabei. Gravitation und Magnetismus spielen keine Rolle, die Erddrehung richtet das Gyroskop aus.
Im Inneren rotiert ein Kreisel mit enorm hoher Drehzahl (daher auch Kreiselkompass). Dieser ist in allen 3 Dimensionen kardanisch aufgehängt. Der Kreisel gehorcht daher ausschließlich den Kreiselgesetzen.
Eines der Kreiselgesetze besagt: Versucht eine äußere Kraft die Kreiselachse zu kippen, kippt die Achse nicht in Kraftrichtung sondern senkrecht dazu. Die Schwerkraft versucht die Achse nicht zu kippen. Waagrechte Bewegungen kippen die Achse auch nicht sondern verschieben sie nur.
Die Erdrotation verursacht aber eine Kippbewegung. Nehmen wir mal an, die Achse wäre in Ost-West ausgerichtet. Innerhalb von 12 h würde die Achse um 180° gekippt. Dieser Kippbewegung weicht die Achse durch eine senkrechte Bewegung aus, Sie dreht sich in Nord-Süd Richtung. Wenn sie sich exakt in Nord-Süd ausgerichtet hat, hat die Achse eine stabile Lage gefunden, da sie in dieser Lage durch die Erdrotation nicht mehr gekippt sondern nur noch seitlich verschoben wird. Das macht aber nichts aus. Da die Kippbewegung nicht sehr schnell erfolgt, braucht das Gyroskop nach dem Einschalten einige Zeit, bis es sich ausgerichtet hat.
Der künstliche Horizont funktioniert ähnlich. Hier findet allerdings keine Kippbewegung statt, hier wird nur die Stabilität eines Kreisels genutzt. Der wird auf die Horizontale ausgerichtet und bleibt in dieser Lage stabil. Er zeigt dann jede Kippbewegung des Flugzeuges an.
P. S. Aber das Flugzeug hat sich natürlich um 180 Grad gedreht.