Ruch obrotowy - Polski Serwis Naukowy

Ruch obrotowy bryły sztywnej to taki ruch, w którym wszystkie punkty bryły poruszają się po okręgach o środkach leżących na jednej prostej zwanej osią obrotu. Np. ruch Ziemi wokół własnej osi. Jest to ruch złożony z ruchu postępowego środka masy danego ciała oraz ruchu obrotowego względem pewnej osi. Środek masy ciała można uważać za punkt materialny. Do opisania ruchu obrotowego używa się odmiennych pojęć od używanych do opisania ruchu postępowego.

Linia prosta lub prosta – jedno z podstawowych pojęć geometrii, szczególny przypadek nieograniczonej z obydwu stron krzywej o nieskończonym promieniu krzywizny w każdym punkcie.

Okrąg – brzeg koła; zbiór wszystkich punktów płaszczyzny euklidesowej odległych od ustalonego punktu, nazywanego środkiem, o zadaną odległość, nazywaną promieniem.

Podstawowym prawem opisującym ruch bryły sztywnej jest druga zasada dynamiki ruchu obrotowego: $\vec M=\frac{\vec{dL}}{dt}$

gdzie $\vec M= \vec r \times \vec F$

gdzie M jest momentem siły względem obranego punktu odniesienia, a L - krętem (momentem pędu) względem tego samego punktu odniesienia.

Jeżeli obrót odbywa się względem osi stałej lub sztywnej wówczas druga zasada dynamiki dla ruchu obrotowego może być napisana w następujący sposób: $\vec M=I\frac{d\vec{\omega}}{dt}=I\vec{\varepsilon}$

gdzie M oznacza moment siły a I moment bezwładności względem osi obrotu.

Bryła sztywna (inaczej: ciało sztywne, ciało rozciągłe) - pojęcie używane w fizyce oznaczające ciało fizyczne, którego elementy (części, punkty materialne) nie mogą się względem siebie przemieszczać. Jest to idealizacja ciał fizycznych, obiekty w których uwzględnia się możliwe zmiany położeń ich punktów względem siebie, określa się mianem ośrodków ciągłych. Bryła sztywna w ogólnym przypadku posiada sześć stopni swobody.

Ruch posuwisto-zwrotny – rodzaj ruchu, w którym ciało porusza się ruchem prostoliniowym po pewnym odcinku. Kierunek ruchu nie ulega zmianie, natomiast jego zwrot zmienia się cyklicznie. W zależności od użytego mechanizmu zmiany te mogą mieć zarówno charakter harmoniczny (tłok na rysunku po prawej) jak też przerywany (zawory na rysunku).

Gdy brak momentu sił zewnętrznych (M = 0), z pierwszego wzoru można otrzymać równanie ilustrujące zasadę zachowania momentu pędu $\frac{\vec{dL}}{dt}=0$ $\vec L= \operatorname {const}\,$

Gdy oś obrotu jest ustalona, brak momentu sił oznacza stałość prędkości kątowej, ponieważ $L=I\vec{\omega} = \operatorname {const}\,$

co przy stałości I oznacza $\vec{\omega} = \operatorname {const}\,$

Zobacz też

ruch harmoniczny

ruch postępowy

ruch posuwisto-zwrotny

prędkość obrotowa

druga zasada dynamiki ruchu obrotowego