Pyörimisvärähtelyssä

Pyörimisvärähtelyssä tarkoitetaan mekaniikan alalla esiintyvää liikettä, jossa kappale pyörii tasapainoasemansa ympäri säännöllisin väliajoin. Ilmiö perustuu pyörimisliikkeeseen, jossa kappaleen liikkeen amplitudi vaihtelee ajan funktiona. Pyörimisvärähtelyt ovat yleisiä esimerkiksi pyörivissä koneissa, pyörivissä laitteissa ja monissa luonnossa esiintyvissä ilmiöissä, kuten Maan pyörimisessä.

Pyörimisvärähtelyt voivat olla vapaata tai pakkotärinää. Vapaassa pyörimisvärähtelyssä kappale pyörii tasapainoasemansa ympäri ilman ulkoisia voimia. Pakkotärinässä ulkoinen voima tai momentti pakottaa kappaleen pyörimään tietyn taajuuden mukaisesti. Esimerkiksi pyörivän pyörän epätasapaino voi aiheuttaa vapaata pyörimisvärähtelyä, kun taas moottorin pyörimisnopeuden vaihtelut voivat aiheuttaa pakkotärinää.

Pyörimisvärähtelyjen tutkimuksessa käytetään usein pyörimismomenttia ja kiertomomenttia kuvaavia suureita. Pyörimisliikkeen taajuus ja amplitudi riippuvat kappaleen massajakaumasta, kiertävyydestä ja ulkoisten voimien vaikutuksista. Kiertävyys on ominaisuus, joka kuvaa kappaleen vastustusta pyörimisliikkeen muutoksille ja määritellään massan ja kiertävyysmomentin avulla.

Pyörimisvärähtelyt voivat olla haitallisia, jos ne aiheuttavat liiallista kulumista tai vaurioita laitteissa. Siksi niitä pyritään usein hillitsemään tai tasapainottamaan. Tasapainottamisen tarkoituksena on vähentää pyörimisliikkeen epäsäännöllisyyksiä, esimerkiksi pyörivien koneosien tasapainottamalla. Pyörimisvärähtelyt ovat myös tärkeitä esimerkiksi navigointijärjestelmissä ja gyroskooppeissa, joissa niiden hallinta on olennaista toiminnan kannalta.