Mir ist klar, dass es eine andere Frage zur Zentripetalkraft gibt, die an der Bewegung eines Kreisels beteiligt ist, aber ich fand die Antwort nicht sehr vollständig.
In Bezug auf ein an einer vertikalen Feder befestigtes Gyroskop verstehe ich, dass die Präzession eines sich drehenden Gyroskops aufgrund eines Drehmoments (aufgrund des Gewichts des Rads und der Spannung in der Saite, die als Paar wirken) verursacht wird, das die Richtung des Drehimpulses ändert des Rades um seine Mittelachse. In einer Frage, die ich gelöst habe, soll die Saite jedoch in einem Winkel zur Vertikalen stehen, so dass die horizontale Spannungskomponente die für die Kreisbewegung erforderliche Zentripetalkraft liefert. Ich bin etwas verwirrt darüber - die Zentripetalkraft im Fall eines Balls, der an einer Schnur befestigt ist, die sich in einem horizontalen Kreis dreht, wirkt so, dass die Kreisbewegung aufrechterhalten wird und sichergestellt wird, dass der Ball mit seiner linearen Geschwindigkeit nicht auf einem geraden Weg davonfliegt in diesem Moment.
Verändert das Drehmoment im Fall des Kreisels jedoch nicht ständig die Drehachse, so dass sich der Kreisel auf einer horizontalen Kreisbahn bewegt? Es scheint, als ob das Drehmoment das Rad in einem horizontalen Kreis in Bewegung hält, indem es die Drehachse in einer horizontalen Ebene verschiebt. Warum muss also eine zusätzliche Zentripetalkraft durch eine Spannungskomponente bereitgestellt werden?
Ich bin mir nicht sicher, ob ich Ihre Frage verstehe, aber lassen Sie mich einige Bemerkungen machen, die hoffentlich hilfreich sein werden.
Lassen Sie mich zuerst den einfachsten Fall diskutieren, ein kardanisches Kreiselrad.
(Dieses Bild stammt aus einer Antwort von mir aus dem Jahr 2012, in der der Mechanismus der gyroskopischen Präzession erklärt wird
Die kardanische Aufhängung unterstützt den Schwerpunkt des Kreiselrades.
Wenn ein Gewicht hinzugefügt wird, so dass es dazu neigt, das Kreiselrad zu neigen, dann ist die resultierende Präzessionsbewegung um den Massenmittelpunkt des Kreiselrads herum.
Da der Schwerpunkt des Kreiselrades an der gleichen Stelle bleibt, ist natürlich keine Zentripetalkraft erforderlich.
Oft ist der Aufbau jedoch ohne kardanische Aufhängung. Am häufigsten wird ein Fahrradrad verwendet, bei dem an einem Ende der Achse eine vertikale Schnur befestigt ist.
Angenommen, Sie möchten, dass dieser Aufhängepunkt an derselben Stelle bleibt. In diesem Fall dreht sich bei der Präzessionsbewegung der Massenmittelpunkt des Rades auf einem Kreis. Diese kreisförmige Bewegung erfordert eine Zentripetalkraft, um sie aufrechtzuerhalten.
Also:
Eine Zentripetalkraft, falls sie bereitgestellt werden muss, ist am Mechanismus der Kreiselpräzession nicht beteiligt.
Eli
QMechaniker
Ani