Gaya dan Momen Giroskopik

Pada setiap benda yang berputar (spinning), terjadi satu fenomena unik yang disebut dengan efek giroskopik, dimana pada benda tersebut bekerja gaya dan momen giroskopik. Jika benda tersebut hanya ditinjau sebagai sebuah partikel maka hanya akan ada gaya giroskopik. Adapun jika benda tersebut ditinjau sebagai sebuah rigid body maka disamping gaya giroskopik akan ada pula momen giroskopik.

Vektor gaya giroskopik pada suatu benda didefinisikan sebagai hasil cross product antara vektor kecepatan angular benda tersebut dengan vektor momentum linier yang ada pada benda tersebut:

${\mathbf{F}}_{\mathbf{gyro}}=\mathit{\omega }\times m\mathit{v}$

Sedangkan vektor momen giroskopik pada suatu benda didefinisikan sebagai hasil cross product antara vektor kecepatan angular benda tersebut dengan vektor momentum angular yang ada pada benda tersebut:

${\mathit{M}}_{\mathbf{g}\mathbf{y}\mathbf{r}\mathbf{o}}=\mathit{\omega }\times \mathit{I}\mathit{\omega }$

Terjadinya fenomena giroskopik dengan mudah bisa kita amati pada sebuah mainan giroskop seperti dalam video berikut ini:

Sebagaimana terlihat dalam video, salah satu hal menarik yang timbul pada efek giroskopik adalah gyroscopic precession, yang bisa digambarkan sebagai berikut:

Adapun vektor-vektor yang bekerja pada mainan giroskop bisa dijelaskan dalam gambar berikut:

Diantara aplikasi sehari-hari efek giroskopik adalah penggunaan sensor gyro untuk mengukur kemiringan pesawat terbang atau roket. Efek giroskopik juga sangat diperhitungkan dalam desain rotor, terutama yang berputar dalam kecepatan yang cukup tinggi.