Pyörimisakselin

Pyörimisakselin tarkoitetaan suoraa linjaa kappaleen ympärillä, jonka ympäri kappale voi pyöriä. Kiinteän kappaleen pyöriessä tällä akselilla kaikki pisteet liikkuvat ympyräradoilla ja etäisyys akselista pysyy vakiona.

Kulmanopeus ω on vektori, jonka suunta on sama kuin pyörimisakselin suunta ja jonka pituus on kulmanopeus itsessään. Oikean käden säännön mukaan ω osoittaa kohti sitä pääilmansuuntien suuntaa, johon kappale pyörii.

Kulmamomento L on L = I ω, missä I on kappaleen momentti inertia kyseiselle akselille. I riippuu massan jakautumisesta akselin suhteen; symmetrisissä kappaleissa akselin suuntaan I on erityisen määritelty ja sen arvo vaikuttaa sekä pyörimisnopeuteen että kulmamomenttiin.

Pyörimisakseli voi olla kiinteä, jolloin se pysyy identtisenä koko liikkeen ajan, tai se voidaan tarkastella tilapäisesti, kun liikkeen nopea kuvaus pyörii tietyn akselin ympärillä. 3D-liikkeessä ei aina ole yhtä ainoaa pysyvää akselia, vaan liike voidaan analysoida kulmamomentin ja inertiaan perustuen.

Esimerkkejä ovat Maapallon pyörimisakseli, joka kulkee napa- ja napapisteiden kautta, sekä erilaiset tekniset laitteet kuten kiekot, gyroskoopit ja koneistuksen mekanismit, joissa pyörimisakselin suunta määrittää suunnan ja vakauden.

Sovelluksissa pyörimisakselia käytetään mekaanisen liikkeen analyysiin, rakennesuunnitteluun ja inertian sekä kulmamomentin laskemiseen.