Når et objekt beveger seg fra ett sted til et annet, som kalles oversettelse. Noen mengder assosiert med oversettelse komme godt med for å forstå roterende bevegelse. Et objekt i bevegelse har en hastighet, som er en vektorstørrelse . En vektor har en størrelse og retning. Slik at en bil kjører nord ved 60 km /h har en hastighetsvektor som er 60 mph i lengde og peker rett nordover . Hvis en kraft påføres på en gjenstand , kan hastigheten endre seg i størrelse og retning. Endringen av hastighet kalles akselerasjon , og det er også en vektor. Et objekt i bevegelse har energi , og hvor mye energi som er lik en halv ganger massen til objektet ganger størrelsen på hastighets kvadrat.
Rotation
Forskere har utviklet et sett av matematiske konstruksjoner for å karakterisere rotasjon, fordi det påvirker translasjonell bevegelse.
Oversettelse er noe som en hockey puck skyve sammen . Pucken går fra ett sted til et annet . Rotasjon er hva som skjer når du tar hockey puck , sette et hull i midten av det, sette en blyant punkt i pucken , og spinne pucken rundt sentrum . Pucken beveger seg ikke hvor som helst, men kanten av pucken beveger seg i et sirkulært mønster rundt sentrum . Dette er rotasjon. Hvis du sitter i en kontorstol og spinn , er du ikke noe sted, men du og stolen roterer om aksen av stolen. Hvis du fjerner et sykkelhjul og rull den nedover gaten, viser det både oversettelse og rotasjon.
Rotasjons Mengder
På samme måte oversatte tittelen har noen nyttige mengder assosiert med det, kan du også definere nyttige mengder for roterende bevegelse. Selv om de er nyttige , de er ikke nødvendigvis like intuitivt som de tilsvarende mengder for oversettelse. For eksempel , har en roterende gjenstand en vinkelhastighet . Den vinkelhastighet er en vektor , og størrelsen er proporsjonal med rotasjonshastigheten til gjenstanden . Retningen av vinkelhastighetsvektorer litt uvanlig , men. Hvis du krølle fingrene på høyre hånd i samme retning som rotasjonen og stikke ut tommelen , foret opp med midten av objektet, er at retningen vinkelhastigheten . Et dreiemoment, eller kraftmoment , påføres objektet vil forandre hastigheten med en annen vektor , kalt vinkelakselerasjon . En spinnende objekt har også energi , tilsvarende halvparten av treghetsmoment ganger vinkelhastighet squared .
Demonstrasjon
Den vinkelhastighet , vinkelakselerasjon, den dreiemoment --- disse er alle vektor mengder, men de er ikke rettet langs retningen at noe er i bevegelse. På grunn av det, blir de kalt pseudovectors . Så hvorfor gå til alt det bryet med å definere disse merkelige mengder ? Fordi en spinnende objekt oppfører seg mye annerledes enn en nonspinning en.
Du kan demonstrere dette ganske enkelt med en boks som inneholder solide innholdet . Hold spray flatt i hånden , og kaste den i luften . Deretter gjør du det samme, men gi den kan en spinn som du kaster den. Boksen oppfører seg helt annerledes når det er roterende . Matematikk av de spesielle mengder for rotasjonsbevegelse beskrive og forutsi bevegelse av spinning kan.