15.2 : Ruch obrotowy wokół osi

Obrót ciała sztywnego wokół stałej osi powoduje, że każdy jego punkt wyznacza ścieżkę kołową wokół określonej linii lub innego punktu. Ruch ten definiowany jest poprzez położenie kątowe, symbolizowane przez kąt θ. Kąt ten mierzony jest od statycznej linii odniesienia do obracającego się obiektu. W przypadku tego położenia kątowego jakakolwiek zmiana nazywana jest przesunięciem kątowym i oznaczana jest jako dθ. Rozmiar tego przesunięcia można obliczyć w stopniach, radianach lub obrotach, gdzie jeden obrót równa się 2π radianów. Pomiar ten pomaga w zrozumieniu położenia obiektu w jego ruchu obrotowym. Kierunek przemieszczenia kątowego wyznacza reguła prawej dłoni, co oznacza, że pokrywa się on z osią obrotu.

Innym aspektem ruchu obrotowego jest prędkość kątowa, symbolizowana przez ω. Oznacza prędkość, z jaką zmienia się przemieszczenie kątowe i jest wyrażana ilościowo w radianach na sekundę. Prędkość kątowa określa szybkość, z jaką przemieszczenie kątowe zmienia się w czasie i jest mierzona w radianach na sekundę. Dodatkową informacją jest jeszcze koncepcja przyspieszenia kątowego, symbolizowana przez α. Przyspieszenie kątowe wskazuje, jak szybko lub wolno zmienia się prędkość kątowa w czasie. Mierzy się ją w radianach na sekundę do kwadratu.

Podobnie jak przemieszczenie kątowe, zarówno prędkość kątowa, jak i przyspieszenie kątowe są wielkościami wektorowymi, co oznacza, że mają zarówno wielkość, jak i swój kierunek. Wektory te są zorientowane wzdłuż osi obrotu, wskazując kierunek obrotu.

Zrozumienie tych pojęć ma fundamentalne znaczenie dla zrozumienia mechaniki ruchu obrotowego. Zapewniają one fundamenty umożliwiające zrozumienie, w jaki sposób obiekty obracają się i siły wpływające na ich ruch.