rotasjonsegenskapene

Rotasjonsegenskapene refererer til hvordan gjenstander roterer og hvordan krefter påvirker denne bevegelsen. Begrepet dekker både kinematiske størrelser som beskriver rotasjonen og dynamiske størrelser som beskriver motstand mot rotasjon og hvordan rotasjon overføres mellom kroppsdeler og omgivelser.

Kinematiske størrelser omfatter vinkelhastighet ω, vinkelposisjon θ og vinkelakseleksasjon α. Retningen følger høyrehåndsregelen. Rotasjonen kan foregå om en fast akse eller som en mer kompleks bevegelse i et sammensatt legeme.

Motstanden mot endring i rotasjon måles ved treghetsmomentet I. For generelle legemer er vinkelmomentet L relatert til vinkelhastigheten gjennom L = I · ω, der I er en inertia-tensor som avhenger av massedistribusjonen. For enkle tilfeller kan I være en skalar verdi om rotasjonsaksen er valgt i symmetri-retning.

Dreiemomentet τ, som oppstår fra ytre krefter, gir endring i L via τ = dL/dt. Rotasjonsenergien er T_rot = 1/2 ω^T I ω. I fravær av ytre torques er vinkelmomentet bevart, noe som ligger til grunn for blant annet planeters bevegelse og sykler eller tromler som roterer uten ytre påvirkning.

Eulerrotasjonsteoremet sier at enhver tre-dimensjonal rotasjon kan beskrives som en rotasjon om en akse. Fenomener som gyroskopisk precesjon opptrer når en roterende kropp påvirkes av ytre krefter, noe som ofte gir stabiliseringseffekter i maskiner og kjøretøy.

Vanlige modeller inkluderer solid kule (I = 2/5 m r^2), solid skive/disk (I = 1/2 m r^2) og tynn ring (I = m r^2). For en rektangulær plate gitt av bredde og høyde er I = 1/12 m (a^2 + b^2) om en senterakse. Rotasjonsegenskapene har bred anvendelse i mekanikk, ingeniørfag og naturvitenskap.