pyörimisvauhdin

Pyörimisvauhti, tai pyörimisnopeus, kuvaa kappaleen tai järjestelmän pyörähtämisen nopeutta ympärillä olevaa akselia. Sillä voidaan tarkoittaa sekä kulmanopeuksia scalarina että kulmanopeuden vektoria. Suunta määrittyy rotaation akselin suuntaa seuraavasti: oikean käden sääntö antaa vektorin ω.

Matemaattisesti pyörimisvauhti määritellään ω = dθ/dt, missä θ on pyörimiskulma. Kolmiulotteisessa tilassa ω on vektori, jonka suunta vastaa rotaation akselia ja jonka suuruus on kulmanopeus. Usein puhutaan myös angular velocity -termin ymmärtämisestä, jolloin kyse on sekä nopeudesta että suunnasta. Kaikissa kiertoliikkeissä voi olla sama kulmanopeus, jos liike on puhdasta pyörimistä julkisesti määritellyn akselin ympäri.

Fyysinen yhteys kääntyy liikemääritelmissä: L = I ω on kulmakinoussyt, missä L on kulmanopeuden momentti (kulmanliike), I on kappaleen inertia. Voima tai voimat aiheuttavat muutoksen L: τ = dL/dt, jolloin angular acceleration α = dω/dt. Näin pyörimisvauhti kytkeytyy voimiin ja massan jakautumiseen.

Yksiköt ja mittaus: SI-yksikkö on rad/s; yleisesti käytettynä yksikköinä ovat myös rev/s tai rpm. Suhde: 1 rpm = 2π/60 rad/s ≈ 0.1047 rad/s. Pyörimisvauhtia mitataan esimerkiksi tachometreillä (rpm) tai gyroskopeilla (ω-vektori). Sillä on keskeinen rooli tekevälle teknologialle, kuten moottoreissa, robotiikassa, lentokoneissa ja ajoneuvojen ohjausjärjestelmissä.