pyörimisliike

Pyörimisliike on kappaleen liike, jossa se kiertyy aksin ympäri. Tyypillisesti tarkastellaan jäykkää kappaletta, jonka kiertymisakseli on kiinteä ja jonka pisteet liikkuvat ympyröiden kaltaisesti suhteessa tähän akseliin. Pyörimisliikkeen keskeisiä ilmiöitä ovat kulmanopeus, kulmankiihtyvyys sekä pyörimisen dynamiikka.

Kulmanopeus ω kuvaa kulman muutoksen nopeutta ajassa: ω = dθ/dt. Kulmankiihtyvyys α on ω:n muutosnopeus: α = dω/dt. Kulmaa θ(t) voidaan kuvata integraalilla θ(t) = θ0 + ∫0^t ω(t′) dt′. Lineaarinen nopeus tangentinella on v = r ω, missä r on akselistä kappaleen pisteen etäisyys.

Dynaamisessa kuvauksessa käytetään momenttia jaertia I, joka on kappaleen massan ja etäisyyksien r^2 summa suhteessa kiertymisakseliin: I = ∑ m_i r_i^2. Newtonin toinen laki pyörimisliikkeelle on τ = I α, jossa τ on ulkoinen momentti (torque). Pyörimisradalla kulkevan kappaleen kulmanopeus ja pyörimismomentti liittyvät myös angular momentumiin L = I ω. Angular momentum säilyy suljettuin järjestelmissä ilman ulkoista torquea.

Esimerkkejä pyörimisliikkeestä ovat Maan kiertäminen akselinsa ympäri, pyörivä pyörä tai ratas sekä ovi, joka hitaasti avautuu saranaansa pitkin. Pyörimisliike on keskeinen osa mekaniikkaa, teknisiä sovelluksia kuten hammaspyöriä ja kelloja sekä tähtitiedettä, jossa tarkastellaan taivaankappaleiden pyöriä ja kiertoliikkeitä.