Como a agulha giroscópica encontra o norte verdadeiro
1A lição em palavras simples
A inércia giroscópica mantém o eixo de rotação estável. O controlo gravítico e o amortecimento estabilizam a agulha giroscópica (giro) no meridiano verdadeiro, a linha norte–sul.
Duas propriedades
Um giroscópio é um rotor que gira rapidamente, livre de rodar em torno dos seus eixos. A inércia giroscópica, ou rigidez no espaço, mantém o eixo de rotação apontado na mesma direção no espaço. Uma força de rotação, chamada binário, aplicada em torno de um eixo faz o giroscópio rodar em torno de um terceiro eixo. É a precessão. Esse terceiro eixo é perpendicular ao eixo de rotação e ao eixo do binário. A agulha giroscópica usa ambas as propriedades.
Porque se desloca um giroscópio livre
A Terra roda cerca de 15° por hora. Um giroscópio livre mantém a direção no espaço enquanto a Terra roda sob ele. Com o eixo horizontal, a deriva em azimute (direção horizontal) é cerca de 15° × sin φ por hora; φ é a latitude. A velocidade de inclinação depende da direção do eixo: o máximo é cerca de 15° × cos φ por hora com o eixo este–oeste; é nula com o eixo norte–sul. São movimentos aparentes, sem procura do norte.
Controlo gravítico
O fabricante acrescenta controlo gravítico: um peso pendular ou um sistema de líquidos interligados. Quando o eixo se inclina, a gravidade produz um binário. A precessão transforma-o em movimento em azimute, em direção ao meridiano. O eixo passa a oscilar de um lado para o outro do meridiano, para este e oeste, sem parar. Assim, o giroscópio passa a procurar o norte.
Amortecimento e estabilização
O amortecimento reduz cada oscilação até o eixo parar no meridiano, ou muito perto dele: a giro está estabilizada. O erro de estabilização é a diferença entre a indicação média estabilizada e a proa verdadeira. Depois de ligares a giro, é preciso tempo para estabilizar. A norma de desempenho da OMI, resolução A.424(XI), admite até seis horas em latitudes até 60°. Muitos equipamentos modernos são mais rápidos. Liga a giro com antecedência, segundo o tempo do fabricante, antes de precisares da proa para largar.
Vantagens e limites
Uma giro estabilizada indica proas verdadeiras: sem declinação magnética nem desvio. A força que a orienta para norte diminui em direção aos polos, aproximadamente com cos φ. Por isso, os erros aumentam nas latitudes elevadas; consulta o limite de utilização no manual. Depende de alimentação elétrica e do suporte do rotor. Precisa de uma agulha magnética padrão como reserva independente, e tens de continuar a verificar o seu erro.
2Dados-chave
- Rotação da Terra
- Cerca de 15° por hora (15,04° por hora)
- Deriva do giroscópio livre (eixo horizontal)
- Cerca de 15° × sin latitude por hora
- Inclinação máxima do giroscópio livre
- Cerca de 15° × cos latitude por hora; eixo horizontal este–oeste
- Tempo de estabilização (A.424)
- Até 6 horas, em latitudes até 60°
- Erro de estabilização (A.424)
- Não superior a 0,75° ÷ cos latitude
3Pontos-chave
- 1
A inércia giroscópica mantém o eixo fixo no espaço. A precessão muda a sua direção sob um binário aplicado.
- 2
Um giroscópio livre deriva e inclina-se com a rotação terrestre. O controlo gravítico orienta-o para o meridiano.
- 3
O amortecimento trava as oscilações e a giro estabiliza. Respeita o tempo de estabilização do fabricante.
- 4
A giro indica o norte verdadeiro, mas enfraquece perto dos polos e continua a ter pequenos erros.
4Erros frequentes
Erro: Um giroscópio, por si só, aponta para o norte verdadeiro.
Correto: Um giroscópio livre apenas mantém a direção no espaço. O controlo gravítico e o amortecimento orientam-no e estabilizam-no no meridiano.
Erro: A giro está pronta assim que o rotor atinge a velocidade de rotação.
Correto: Primeiro tem de estabilizar, o que pode demorar horas. Liga-a cedo e compara-a com a agulha magnética antes de confiares nela.
Erro: A giro não tem erros porque não tem declinação magnética nem desvio.
Correto: Tem pequenos erros próprios, como o erro de velocidade e rumo, que aumentam nas latitudes elevadas. Verifica-a em cada quarto.
5Caso prático e chaves de exame
O teu navio esteve em doca seca com a giro desligada. A largada está prevista para as 0800 e o eletricista propõe ligá-la às 0730. O que respondes?
Ver a resposta
Não pressuponhas que 30 minutos chegam. Consulta o tempo de estabilização e as indicações de prontidão do fabricante. Organiza o arranque com a antecedência necessária. Antes de usares a giro na largada, confirma que estabilizou e verifica o erro por uma referência independente.
Chaves de exame
- Inércia giroscópica e precessão; o controlo gravítico orienta para norte, o amortecimento permite a estabilização.
- A.424(XI): estabilização até 6 h em latitudes até 60°; erro de estabilização ≤ 0,75° ÷ cos latitude.
- Giroscópio livre horizontal: deriva 15° sin φ/h; inclinação máxima 15° cos φ/h com eixo este–oeste, nula norte–sul. A força diretora diminui para os polos.
Termina esta unidade
Quando a tiveres lido, associa os termos e depois responde a três perguntas. Acerta em tudo para concluir a unidade; só abrir a página não conta.
As minhas notas desta unidade
Sem notas