Svänghastigheten

Svänghastigheten är ett mått på hur snabbt ett objekt roterar kring en axel. I fysik och teknik används ofta termen vinkelhastighet (ω) för att beskriva hur snabbt vinkelpositionen ändras över tid: ω = dθ/dt. Enheten är radian per sekund (rad/s) i SI, men varv per sekund (Hz) eller varv per minut (rpm) används ofta praktiskt. Riktningen hos ω bestäms av högerhandsregeln och pekar längs rotationsaxelns riktning.

Relaterade begrepp är vinkelacceleration (α = dω/dt), som beskriver hur svänghastigheten ändras, och den sammanhängande relationen τ = I α för en kropp som roter kring en fast axel, där I är tröghetsmomentet. För en punkt på kroppen i avståndet r från axeln gäller även den linjära hastigheten v = ω r.

Konstant svänghastighet innebär att ω är konstant över tid, vilket ger en linjär ökning av vinkelpositionen θ med tiden: θ = θ0 + ω t. Vid varierande svänghastighet används i stället α för att beskriva förändringen i ω.

Mätning av svänghastigheten görs vanligtvis med encoders som registrerar vinkeln eller antalet varv per enhet tid, och med gyrosensorer i många tillämpningar som fordon, robotar och flygsystem. Tacho-generatorer omvandlar svänghastigheten till en elektrisk signal proportionell mot ω.

Användningsområden omfattar mekaniska styrsystem, robotik, turbin- och motorapplikationer samt forskning inom rörelse och dynamik. Begränsningar inkluderar effekter av friktion, luftmotstånd och resonanser vid vissa frekvenser.