Fisica General Burbano

218 DINÁMICA DEL SÓLIDO RÍGIDO
Fig. X-27.–
Fig. X-28.–
El piloto automático.
Fig. X-29.– Orientación del eje de un
proyectil.
Fig. X-30.– Acciones de la resistencia
del aire sobre un proyectil.
tación en el espacio. Si el eje B (Fig. X-24) de horquilla H es fijo (clavamos en el suelo tal eje),
ocurrirá lo mismo que en la experiencia C empinándose el eje del rotor hasta coincidir con el radio
polar.
En el Ecuador el giro de la Tierra equivale a un par que actúa sobre el giróscopo, cuyo momento
coincide en dirección y sentido con la velocidad angular terrestre y el eje del rotor adquiere
tal dirección tangente a la Tierra (horizontal del lugar).
Estos hechos indican (Fig. X-26):
1.º Si el eje de la horquilla (vertical) es móvil, sobre la orientación del eje del volante no influye
para nada la componente de v en la dirección del radio terrestre (caso del Polo) pero influye la
componente tangente a la Tierra, colocándose el eje del volante en tal dirección (caso del Ecuador).
En las condiciones expresadas y en un punto P de la Tierra, de latitud j, el eje del volante adquiere
la dirección de la componente horizontal (v 2
) de la velocidad angular (v) de nuestro planeta;
el plano vertical, que pasa entonces por el eje del rotor, determina el meridiano
terrestre (BRÚJULA GIRÓSCOPICA).
2.º Si es fijo el eje de la horquilla del giróscopo con suspensión Cardan, se
orienta el eje del volante en la dirección de la velocidad angular terrestre, cualquiera
que sea la posición del punto en la Tierra.
Colocado el giróscopo en el punto P, y fijo a tierra el eje de la horquilla, el ángulo
que forma el eje del rotor con la horizontal, determina la latitud del lugar.
EL PILOTO AUTOMÁTICO: Es un giróscopo que gira en torno a un eje libre que coincide
en dirección con el rumbo de un torpedo o un avión; cuando una causa externa
modifica el rumbo, la orientación del eje del giróscopo no varía; ello supone una
variación de la posición de tal eje con respecto al torpedo o avión; en definitiva,
para un observador interior el eje del giróscopo cambia de orientación, lo que se
aprovecha para provocar, adecuadamente, el movimiento de un timón que hace retornar
el sistema al rumbo deseado (Fig. X-27).
ESTABILIZADOR GIROSCÓPICO: Sirve para amortiguar el balanceo de los barcos,
consiste en un enorme giróscopo al que hace girar un motor (no dibujado en la Fig.
Estabilizador giroscópico.
X-28), en torno a un eje vertical. Cuando se inicia el balanceo, un pequeño giróscopo
cierra el circuito del motor A, que obliga a inclinarse al sistema con la parte superior
hacia proa. El motor A ha originado un par de momento N, y el giróscopo reacciona
produciendo fuerzas que tienden a crear una precisión llevando Iv sobre N; en definitiva
actúan sobre los soportes solidarios al barco las fuerzas F y F′ que constituyen el par estabilizador.
RAYADO DE LOS CAÑONES: Por efecto del rayado del ánima de un cañón el proyectil sale de él girando
en torno a su eje geométrico, con lo que en la trayectoria prevista no influyen, prácticamente
las acciones exteriores (viento, por ejemplo); ello es debido a que si la acción externa es un par
de fuerzas que debía provocar una rotación que desviase el proyectil del trayecto previsto, al girar
aquél en torno a su eje, se produce únicamente un movimiento de precesión, sin modificación de
la trayectoria del centro de gravedad, precesión que cesa cuando cesa la causa que la produjo, y
que se puede aminorar haciendo grande el momento angular del proyectil (ya que N = v′ ×Iv).
La orientación del eje de giro debería conservarse, salvo la precesión indicada (Fig. X-29), y
así ocurriría si no existiese la resistencia del aire. Esto provoca sobre el proyectil una fuerza F (Fig.
X-30); si suponemos aplicadas en el centro de masas del proyectil dos fuerzas F′ y F′′ iguales a F,
ponemos de manifiesto la existencia de la fuerza F′′ que retarda el movimiento de CM (deformación
de la trayectoria parabólica) y el par FF′ cuyo momento
es N.
La precesión se origina tendiendo Iv a coincidir con N,
por lo que la punta del proyectil sale hacia la derecha del
plano del trayecto.
Suponiendo que ZY es el plano de la primitiva trayectoria,
la desviación del eje del proyectil (punta hacia la derecha
de tal plano) es la indicada en la figura X-31. La resistencia
del aire (R) actúa entonces sobre el lado izquierdo del
proyectil y hacia la derecha del trayecto, lo que origina una
fuerza R′, que actúa sobre el CM y desvía el proyectil hacia
la derecha (deriva), y el par RR′′ cuyo momento es N′, originándose
por él una precesión que tiende a llevar Iv sobre
N′ y por tanto, haciendo que la punta del proyectil tienda
Fig. X-31.– Deriva.
hacia la dirección del movimiento del centro de masas.
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