Gyroscope, Precessional Motion   자이로스코프, 세차 운동

1. 자이로스코프 (Gyroscope, 회전의,回轉儀) 이란?

  ㅇ 공간 내 자유로이 회전할 수 있는 팽이의 일종 
     - 통상, 짐벌(Gimbal)이라 불리는 2개의 지지대에 의해, 서로 수직한 두 회전축을 갖음

  ㅇ 주요 성질
     - 항상 회전운동을 유지하려고 함
     - 회전체가 기울어져도 원래의 자세를 유지 함
     - 세차 운동을 함

  ㅇ 응용 : 비행기 등의 관성유도장치


2. 자이로스크프 운동, 세차 운동 (Precessional Motion) 

  ㅇ 자전하는 회전체의 회전축이, 어떤 고정축 둘레를 천천히 도는 운동을 유지하려함
     - 회전축이 좀더 기울어지는 것에 저항하는 회전운동
        . 자전 회전축이 토크를 받아 고정축 주위로 천천히 도는 움직임

  ㅇ 例) 팽이의 세차 운동
     - 팽이 자신의 회전축이 연직축 둘레를 기울어져 느리게 회전하는 형태의 운동
        . 팽이 자신은, 자신의 회전축에 의해 회전운동(자전)하면서도,
        . 이때, 팽이가 기울어지면, 
           .. 팽이의 질량중심에 작용하는 중력에 의해, 팽이에 돌림힘이 작용하며, 
           .. 그렇게 생긴 돌림힘 방향은, 팽이의 자전 각운동량에 항상 수직으로 작용함
           .. 위에서 보면 원 형태로 보임
        . 결국, 돌림힘은 팽이 각운동량 벡터의 회전을 낳게 됨

     - 한편, 팽이의 운동은 실제로는 더 복잡한 운동을 함
        . 이때, 팽이의 기운 정도가 요동치며 운동하며, 이를 장동 운동 이라고 하고,
        . 또한, 팽이의 접촉점이 지면 위에서 이리저리 이동하며 운동하게 됨
     
     - 결과적으로, 팽이의 운동은 다음 모두를 포함하는 복잡한 운동 임 
        . 자신의 회전축에 대한 회전 운동, 세차 운동, 장동 운동, 접촉점의 이동