Kiertonopeuteen

Kiertonopeus, eli angular velocity, kuvaa kuinka nopeasti kappale pyörii aksinsa ympäri. Se on vektorinen suure, jonka suunta määrää akseli ja jonka suuruus vastaa pyörimisnopeutta. Oikean käden säännön mukaan kiertonopeuden suunta on sama kuin sormen suunta, kun peukalo osoittaa kiertopijan akselin positiiviseen suuntaan.

Yksiköt ja perusmenetelmät. SI-yksikkö kiertonopeudelle on radiaani sekunnissa (rad/s). Yksiköitä käytetään myös kierroksina minuutissa (rpm) ja kierrosten nopeuden muunnelmissa (kierrostaajuus). Suureen määritelmä on ω = dθ/dt, eli kulmataajuus tai kulmanopeus ajan suhteen. Suuruuden kannalta 1 kierros vastaa 2π radiaania, joten 1 rpm on noin 0,10472 rad/s.

Käytännön yhteys liiketapauksiin. Kiertonopeuden ja kappaleen lineaarisen nopeuden välinen yhteys on v = ω × r, eli tangentin suuntainen nopeus on tuotetta kiertonopeuden ja etäisyyden radiaalista etäisyyttä. Kovuudessa ja kiihtyvyydessä kiertonopeus liittyy kulmakiihtyvyyteen α = dω/dt ja voimaan τ = Iα, jossa τ on vääntö, I on momentti (inertia), ja α kuvaa kiertonopeuden muutosta.

Mittaukset ja sovellukset. Kiertonopeutta mitataan usein enkoodereilla tai gyroskopeilla, joita käytetään robotiikassa, ajoneuvoissa, lentokoneissa ja muissa järjestelmissä. Yleisiä muotoja ovat rad/s tai deg/s. Kiertonopeuden tunteminen on keskeistä kontrollissa, navigoinnissa ja dynaamisissa simuloinneissa.