ג'ירוסקופ

ג'ירוסקופ הוא רוטור (גלגל או דיסק) המסתובב במהירות סביב ציר הסימטריה שלו, מורכב בדרך כלל על גימבלים המאפשרים לציר הסיבוב להתמצא בחופשיות במרחב. התכונה הפיזיקלית המרכזית של ג'ירוסקופ היא שהתנע הזוויתי שלו — וקטור גדול לאורך ציר הסיבוב — מתנגד לשינויים הנכפים על ידי מומנטים מופעלים. מומנט הניצב לציר הסיבוב אינו גורם לו ליפול; במקום זאת הוא גורם לציר לנקוף באיטיות בכיוון הניצב גם למומנט וגם לציר.

הג'ירוסקופ הפך למכשיר מדעי על ידי Léon Foucault ב־1852, שהשתמש בו כדי להפוך את סיבוב כדור הארץ לגלוי: ציר של גלגל תנופה מסתובב התלוי בחופשיות שומר על אוריינטציה במערכת אינרציאלית, כך שסיבוב כדור הארץ מתחתיו הופך נראה ישירות. פוקו טבע את השם — מיוונית gyros (מעגל) + skopein (לראות).

במאה העשרים הג'ירוסקופים הפכו למכשירי ניווט בעלי חשיבות מרכזית. המצפן הג'ירוסקופי של Elmer Sperry מ־1908 יישר את צירו עם הצפון האמיתי (הגיאוגרפי) ללא תלות בשדה המגנטי, והפך לציוד סטנדרטי על אוניות גדולות. מטוסים משתמשים במחווני אופק ג'ירוסקופיים, בג'ירו של כיוון, ובמתאמי פניה כדי לומר לטייסים את האוריינטציה שלהם. מערכות ניווט אינרציאליות מודרניות — בצוללות, במטוסים מסחריים, בטילים, ובחלליות — משתמשות בסטים של ג'ירוסקופים אורתוגונליים (לעיתים קרובות מצב מוצק, המשתמשים בלייזרי טבעת או בלולאות סיבי אופטיקה) כדי לעקוב ברצף אחר אוריינטציה על ידי אינטגרציה של הסיבובים שהם מודדים.