pyörimisliikkeeseen

Pyörimisliike tarkoittaa kappaleen tai järjestelmän tilaa, jossa osa sen pisteistä kiertyy akselin ympäri tai kappale kiertyy kokonaisuutena ympäri määriteltyä akselia. Pyörimisliike erotetaan suoraan liiketilasta, jossa kappale liikkua translataationa, ja sitä voidaan tarkastella sekä kiertoliikkeenä että yleisenä kiertoliikkeenä.

Keskeisiä suureita ovat kulma θ, kulmanopeus ω ja kulmakii α. Kulmanopeus kuvaa nopeutta, jolla kulma muuttuu, ja kulmakii on kulmanoton muutoksen nopeus. Lineraalisesti yhteydessä vektorikuvaukseen v = rω, missä tangentin nopeus on suoraan etäisyydestä akseliin. Momentin inertia I kuvaa massan jakautumista akselin suhteen ja vaikuttaa pyörimisliikkeen dynamiikkaan. Pyörimisinertia riippuu sekä kappaleen geometriasta että massasta.

Vääntö τ muuttaa kulmanmomenttia L. Yksinkertaisesti τ = dL/dt, ja jos inertia I on vakio, vääntö liittyy kulmakiiin τ = Iα. Pyörimisyläket, L = Iω, ja lisäksi pyörimisenergia K = 1/2 I ω^2. Kiertavoimaa vasten tehty työ muuttaa pyörimisenergiaa.

Oikeudellinen peruslaki rotation dynamiikassa on Euleren ja Newtonin lain yhdistelmä: ∑τ = dL/dt. Ilman ulkoista vääntöä kokonaiskulmanmomentti on vakio (kulmanmomentin säilyminen). Paralleeliakseliteoreema I = I_cm + m d^2 mahdollistaa inertiaan liittyvät laskelmat siirrossa akselin suhteen. Hyödyntäviä ilmiöitä ovat esimerkiksi pyörimispyörät, pyörivät koneistot ja taivaankappaleiden kiertoliikkeet.

Sovelluksia ovat mekaniikka, koneen suunnittelu, gyroskoopit ja arktiset ilmiöt, kuten planeettojen kiertoradat. Pyörimisliike tarjoaa työkalut sekä teoriassa että käytännössä kuvata massan jakautumista, voimia ja energiavoimaa, kun kappale kiertää akselin ympäri.