Гироскоп установлен на экваторе

На рис. 3.2 изображен земной шар, если смотреть на него со стороны северного полюса Р_n. Окружность представляет собой экватор земного шара. Стрелкой показано направление вращения Земли (со стороны северного полюса это вращение усматривается против часовой стрелки).

Пусть в первоначальный момент ось X − X гироскопа горизонтальна и направлена по линии O^st — W (положение 1). Через некоторый промежуток времени Земля повернется на угол β и ось гироскопа, сохраняя неизменным свое первоначальное направление в пространстве, отклонится относительно плоскости истинного горизонта на такой же угол β (положение 2). Положение 3 гироскоп займет через 6 ч. В этом положении ось X – X прибора будет расположена вертикально. Относительно плоскости горизонта в положении 4 она будет снова го­изонтальна, а в положении 5 — опять вертикальна.

За 24 ч, как это видно из рисунка, ось гироскопа повернется относительно Земли на 360°. Но это движение будет только кажущимся (видимым), в действительности же в результате собственного вращения Земли поворачивается плоскость истинного горизонта, а ось гироскопа сохраняет неизменным в пространстве свое первоначальное направление.

Рис. 3.4. Видимое движение свободного гироскопа, установленного на полюсе (главная ось гироскопа горизонтальна)

Рис. 3.3. Видимое движение свободного гироскопа, установленного на эквато- ре (главная ось гироскопа направлена по линии N - S)

Если гироскоп установить на экваторе и направить его главную ось по линии

N – S (рис. 3.3), то в этом случае вследствие вращения Земли ось гироскопа будет поворачиваться вокруг оси X – X, параллельной оси вращения Земли, и наблюдатель не обнаружит видимого движения гироскопа.

Гироскоп установлен на полюсе

Предположим, что в первоначальный момент ось гироскопа горизонтальна и направлена на некоторую неподвижную звезду (рис. 3.4).

Рис. 3.5. Видимое движение свободного гироскопа, установленного на полюсе (в начальный момент времени главная ось гироскопа вертикальна)

За 24 ч Земля совершит полный оборот вокруг своей оси. Нетрудно сообразить, что гироскоп, сохраняя неизменным направление оси X — X на звезду, совершит видимый поворот вокруг своей вертикальной оси на 360° в сторону, противоположную вращению Земли, т. е. по часовой стрелке.

Если главная ось гироскопа в первоначальный момент расположена вертикально по линии P_nP_s (рис. 3.5), то наблюдатель не обнаружит видимого движения гироскопа, так как ось вращения Земли в этом случае совпадет с осью X – X гироскопа.