Rotationshastighet

Rotationshastighet, også kalt rotasjonsfart eller vinkelhastighet, beskriver hvor raskt et objekt endrer orientering ved å rotere rundt en akse. For et legeme som roterer med konstant retning kan orienteringens endring beskrives av vinkelhastigheten ω, en vektor som peker langs aksen og følger høyrehåndsregelen.

Enheten for vinkelhastighet er radian per sekund (rad/s). En full rotasjon tilsvarer 2π rad. Definisjonen er ω = dθ/dt, hvor θ er vinkelendringen. Rotasjonsfart kan også uttrykkes som antall omdreininger per tidsenhet f, der ω = 2π f. Konvertering mellom f og omdreininger per minutt (rpm) er rpm = 60 f, og dermed ω = rpm · π/30 rad/s.

Rotasjonsfart er en vektor; retning oppgis av høyrehåndsregelen. For en konstant ω har vektoren konstant retning. Når ω varierer over tid, beskriver integralet av ω over tid den totale vinkelendringen: θ = ∫ ω dt.

Relasjon til lineær hastighet: ved en avstand r fra rotasjonsaksen er den tangensielle hastigheten v = r ω. Dette knytter rotasjon til bevegelse langs en kurve og er nyttig i beregninger av kinetikk i hjul, gir og roterende deler.

Måling og beregning av rotasjonsfart skjer gjennom sensorer som tachometre eller encodere, og ved bruk av gyroskoper i mer komplekse systemer. Rotasjonsfart beregnes ofte ved å integrere angular velocity over tid og å vurdere vinkelendringen mellom forskjellige tidssteg.

Anvendelser omfatter elektriske motorer, kjøretøy og produksjonsutstyr, robotikk, datagrafikk (rotende objekter i spill og simuleringer) og astrofysikk (rotasjon av planeter og stjerner). Rotationshastighet er derfor centralt i kontrollsystemer, design og analyse av roterende mekanismer.