ジャイロについて

質問

車輪の車軸を両手に持ってタイヤを回した時、どちらかの手だけ前水平方向に押しだしたとします。すると、片方の手が上がり車輪が斜めに傾いて回転を続けますよね。
この時、角速度の方向が右ねじの方向だということはわかるのですが、他にどのような力がどの方向に働いてそうなるのですか。

説明下手でごめんなさい。
分かりやすい回答お願いします。

回答No.1

funflier

物を回転させると「コマ」となりますが、これには以下２つの作用があります。

「剛性(rigidity)」：回転しているコマはその軸方向を一定に保とうとします。ご質問の例だと、
高速で回すほど、止まっているときに比べて、軸の向きを変えようとするのに逆らう力を
強く感じる筈です。これは後のリンクでも書きましたが、地球上にいると、自分の方が
自転で回っていて、コマの軸の方が止まっています。この原理は航空機のジャイロ
コンパスでも使っています。

「摂動（precession）」：回転しているコマに、軸方向を変える力を加えると、加えた方向に
対し、その力が回転面で９０°進んだ方向に現れる現象です。ご質問の例で「＞片方の
手が上がる」のはこの作用です。
「＞角速度の方向が右ねじの方向だということはわかるのですが」は違うと思います。
この場合、「右ねじ」の方向という法則は無く、回転方向と見る向きで変わってきます。
例えば、タイヤが手前から上に向かって回る場合、右手を押し出すならば、この作用
は右手が下がる方向になります。逆手、または回転方向が逆だと作用方向は逆です。
ヘリコプターが回転面を傾ける際にこの原理を使っています。

これらを知る教材で有名なのは「地球ゴマ」です。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9C%B0%E7%90%83%E3%82%B4%E3%83%9E

これらの作用をまとめて一般に「ジャイロ効果」と呼んでいます。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B8%E3%83%A3%E3%82%A4%E3%83%AD%E5%8A%B9%E6%9E%9C

既回答分で、航空機のジャイロについてです。やはりこの２つの原理を使っています。
http://okwave.jp/qa/q6867326.html

ヘリコプターのメインローターの傾きによる操縦原理も書いたことがあります。
http://okwave.jp/qa/q5895586.html