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ジャイロ効果とフィルテイラー

フィルテイラーのダーツの軌道は不思議だ。
普通の人は違う飛び方をする。
その秘密と思われるジャイロ効果について調べてみた。

ジャイロ効果とは、一般には物体が自転運動をすると(自転が高速なほど)姿勢を乱されにくくなる現象を指す。

学術的には、自転回転する物体について次の性質を指す。

・外部からモーメントが加わっていないかぎり自転軸の方向を保つ性質 
・自転の角運動量が大きいほど姿勢を変えにくい性質 
・外部から自転軸を回すようにモーメントが加えられるとき、
 加えられているモーメントの軸及び自転軸と直交する軸について振れ回り運動をする性質
・自転車やオートバイなどの二輪車では走行時の安定に寄与し、
 ジャンプを行う際の空中での姿勢変化にも現れる。
 ヘリコプターのローターや円盤のこぎり、草刈り機などでもこの効果が顕著に現れる。
 転がるコインやヨーヨー、独楽などの挙動にも影響が見られる。


弾丸におけるジャイロ効果の影響

・弾丸はジャイロ効果によって仰角を保ちつづけようとするが、
 重心がやや前方に置かれた設計がなされているため、
 空気抵抗により回転軸が弾道に一致するように修正される。
・しかしながら弾道は重力の影響によって時間とともに俯角方向へと
 向きを変えつづけるため、回転軸の修正が追いつかず、
 弾道と回転軸は常に数°程度の仰角向きのずれを保ちつづける。
・そのため編流が生じ、長距離射程では着弾地点が横にずれる現象が生じるが、
 近距離射撃ではほとんど問題にならない。

20100727_belceuse000.jpg










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