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1 / 10 Une roue qui ne tombe pas La roue de laiton tourne à 3000 rpm, un seul bout de l’axe sur la colonne. Au lieu de tomber, elle tourne lentement autour : c’est la précession. À l’écran, la roue tourne 50 fois plus lentement que dans le calcul.
Faites glisser pour tourner. Molette ou pincement pour zoomer.
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01 Une roue qui ne tombe pas La roue de laiton tourne à 3000 rpm, un seul bout de l’axe sur la colonne. Au lieu de tomber, elle tourne lentement autour : c’est la précession. À l’écran, la roue tourne 50 fois plus lentement que dans le calcul.
02 Lancer et pousser la roue Balayez la jante pour accélérer. Saisissez le bout de l’axe et poussez vers le bas : il part de côté au lieu de tomber. Poussez de côté et il monte. La flèche violette est votre force, la rouge le couple ajouté.
03 Sans rotation, elle tombe À rotation nulle, la roue devient un pendule autour du pivot. Elle tombe en environ 0,1 seconde et s’appuie contre la colonne. Remontez la rotation et le modèle la remet à l’horizontale.
04 Le poids produit un couple Le poids Mg agit à 80 mm du pivot et tend à faire basculer l’axe vers le bas. Ce couple vaut τ = r × Mg, ici 0,314 N·m. La flèche rouge est horizontale, perpendiculaire à l’axe.
05 Le couple tourne L, pas l’axe directement La roue possède un moment cinétique L le long de l’axe, en bleu. Le couple le modifie selon dL/dt = τ. Comme τ est transversal, la pointe de L part de côté, non vers le bas ; l’axe suit autour de la colonne.
06 Plus de rotation, moins de précession La vitesse de précession vaut Ω = τ / (I·ω). Doubler la rotation la divise par deux. À 6000 rpm, un tour prend 5,7 secondes au lieu de 2,8. Déplacez le curseur et comparez la mesure à la courbe.
07 Lâchée au repos, elle hoche La main donne rarement la bonne vitesse latérale. Lâché au repos à 1500 rpm, l’axe descend d’environ 18° et hoche en précessant : c’est la nutation. La ligne rouge suit son extrémité au ralenti.
08 Les frottements la ralentissent et la font tomber Le palier ralentit la roue et le pivot freine le mouvement circulaire. La précession accélère et l’axe s’abaisse jusqu’à toucher la colonne. Relancez d’un balayage. Les frottements sont des valeurs du modèle.
09 Trois cardans conservent la direction La fourche gauche tourne et se balance, mais les anneaux pivotent librement : aucun couple ne parvient à la roue. Son axe garde sa direction pendant que les anneaux bougent autour.
10 Le gyro du téléphone vibre Il n’a pas de roue tournante. Une masse de silicium va et vient. Quand la puce tourne, la force de Coriolis 2mΩv la pousse de côté ; des condensateurs en peigne mesurent quelques nanomètres de déplacement au plus.
Colonne Colonne d’acier sur un pied de laiton. Elle porte tout le poids du gyroscope par un seul point. Coupelle du pivot Petite coupelle de laiton où repose la bille au bout de l’axe, libre de tourner en tout sens. Cadre Trois anneaux d’acier autour de la roue et des paliers pour l’axe. Il ne tourne pas sur lui-même ; les vecteurs partent donc de lui. Roue Laiton, diamètre 110 mm, masse surtout dans la jante. Le modèle lui donne I = 4,5 × 10⁻⁴ kg·m² autour de l’axe. Support des cardans Fourche de laiton sur rotule. Le curseur la tourne et le modèle la balance comme une main. Cardan extérieur Tourne sur les pivots verticaux de la fourche et absorbe ses rotations autour de cet axe. Cardan intermédiaire Tourne dans le cardan extérieur autour d’un second axe perpendiculaire au premier. Cardan intérieur et roue Porte la roue tournante. Avec trois pivots libres, aucun couple ne lui parvient : elle garde sa direction. Puce gyroscopique Quelques millimètres de côté sur un circuit, comme le capteur de mouvement d’un téléphone. Taille réelle. Cadre de détection Cadre de silicium suspendu à des ressorts permettant seulement le mouvement transversal à l’entraînement. Ses doigts forment des condensateurs. Masse d’épreuve Animée d’un va-et-vient sur un axe. Quand la puce tourne, la force de Coriolis la pousse de côté.
