Giroscopio, un oggetto che sfida la forza di gravità con agilità e leggerezza, sembra non faccia alcuna fatica ad opporsi a questa inesorabile forza di fronte alla quale noi, e non solo noi, soccombiamo. Non c’è alcun potere magico se non quello che si spiega con le formule matematiche e i principi fisici che, per molti, restano un mistero. Che li si voglia studiare o meno, il giroscopio resta un oggetto non solo affascinante ma molto utile.
Sviluppato dal fisico francese Jean Bernard Léon Foucault nel lontano 1852 mentre studiava la rotazione terrestre, il giroscopio è stato poi impiegato per realizzare oggetti che usiamo senza sapere che c’è questo dispositivo al loro interno. Ad esempio la bicicletta, gli aerei e, sì. Lo smartphone.
Giroscopio: funzionamento
Alla base di questa “magia” c’è un principio fisico che è quello della conservazione del momento angolare. Il momento angolare di un sistema rimane costante a meno che agisca su di esso una forza esterna, quindi un corpo tende a mantenere un orientamento fisso, con l’asse che punta nella direzione della rotazione proprio come vediamo fare al giroscopio.
Immaginiamo una trottola per capire meglio cosa accade: quando è ferma di solito in pochi attimi cade su un lato sotto effetto della forza di gravità, se però la si fa ruotare sul proprio asse, riesce a restare in equilibrio sulla superficie di appoggio, anche se minima, proseguendo a ruotare imperterrita.
In verità c’è l’attrito che fa rallentare la nostra trottola fino a quando la Forza di Gravità non la “abbatte” e la fa cadere ma, idealmente, in un mondo senza attriti, continuerebbe all’infinito a girare attorno al proprio asse.
Giroscopio: effetto
Gli effetti giroscopici sono sotto i nostri occhi, si azionano durante una frenata, nei cuscinetti di un’auto, oppure nell’hard disk di un computer, sugli aerei, dove troviamo dozzine di questi dispositivi inseriti nella bussola, nel pilota automatico e in vari altri sistemi. Anche le navi militari usano il giroscopio per mantenere i cannoni lancia missili puntati verso un bersaglio e la stazione spaziale russa Mir ne ha usati vari per mantenersi direzionata verso il sole.
Restando nel settore spaziale, troviamo giroscopi anche nel telescopio spaziale Hubble per restare puntato con precisione verso un obiettivo, mettendo i piedi per terra possiamo sperimentare effetti giroscopici negli yo-yo, nel frisbee o nel Segway, quel veicolo a due ruote spesso usato durante le gite turistiche.
Giroscopio elettronico
Il giroscopio elettronico è spesso usato per rilevare minime variazioni della velocità angolare di un dato oggetto, a bordo di un aereo aiuta i piloti nello stabilizzarlo. Ciò che accade è che anche le minime variazioni vengono convertite in tensioni elettriche, amplificate e elaborate da un microcontrollore. Non è da aereo ma da casa, questo giroscopio con luce blu, giocoso ma che si basa sullo stesso affascinante principio, lo troviamo su Amazon a 13 euro, con LED colorati e istruzioni complete incluse.
Giroscopio: sensore
Tra i sensori più interessanti che troviamo nel nostro smartphone c’è anche il giroscopio assieme all’accelerometro e ad altri sensori come quello magnetico, quello di prossimità, quelli per la luce, il GPS e il lettore di impronte digitali. Lo scopo dei giroscopi è quello di rilevare movimenti che avvengono nei tre assi tridimensionali X,Y e Z dello smartphone stesso. E’ essenziale per molte funzioni che ora andiamo a scoprire. Non è affatto “opzionale”!
Giroscopio: smartphone
Un giroscopio nello smartphone serve per capire i movimenti che esso compie in modo più preciso e veloce, rendendo così migliore l’esperienza d’uso e dando la possibilità ad altre app e funzioni di essere accessibili ed efficaci.
Oltre a molti videogames, che usano benissimo questo sensore, ci sono anche alcuni sistemi operativi che ne traggono vantaggio consentendoci ad esempio di disattivare la suoneria capovolgendo il telefonino all’interno di una tasca. Se poi andiamo ad esplorare il mondo della app, utili e inutili, ne troviamo di numerose che non possono fare a meno di un giroscopio, dispositivo capace oggi di capire se siamo in auto, in bici, a piedi o sullo skate.
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