Rotation er en genstands cirkulære bevægelse . I et plan roterer et objekt omkring et rotationscentrum ( eller punkt ) . I 3D-rum roterer et objekt omkring en linje kaldet en akse . Hvis rotationsaksen er placeret inde i kroppen, så siges kroppen at rotere af sig selv eller har spin , som har en relativ hastighed og kan have et vinkelmomentum . Cirkulær bevægelse i forhold til et eksternt punkt, såsom Jordens rotation omkring Solen , kaldes orbital bevægelseeller mere præcist, orbital rotation .
Ordet rotation har ligesom ordet bevægelse to betydninger i matematik. For det første kaldes en kontinuerlig forskydningsproces bevægelse, og for det andet, og meget oftere, i matematik kaldes isometrisk transformation bevægelse , idet man kun er interesseret i de indledende og endelige positioner. Følgelig kan ordet "rotation" også referere til både en kontinuerlig proces og en isometrisk transformation. I sidstnævnte tilfælde er udtrykket " tur " mere almindeligt brugt.
Matematisk er rotation sådan en bevægelse af en absolut stiv krop , som i modsætning til translation holder et eller flere punkter ubevægelige. Denne definition gælder både for fladt og tredimensionelt rum. Rotation i tredimensionelt rum holder linjen fast, det vil sige, i tredimensionelt rum sker rotation omkring aksen. Dette er en konsekvens af Eulers rotationssætning .
Et komplet sæt af stive kropsbevægelser inkluderer rotation, translation eller en kombination af begge.
Hvis en rotation omkring et punkt eller en akse overlejres af en anden rotation omkring det samme punkt/akse, er resultatet en tredje total rotation. Omvendt ( inversion ) af en rotation er også en rotation. Således danner alle slags rotationer om et punkt/akse en gruppe : en gruppe af rotationer . Men at rotere omkring et punkt eller en akse og rotere omkring et andet punkt/akse kan nogle gange resultere i en anden bevægelse, såsom translation.
Rotation om x- , y- og z -akserne kaldes hovedrotationen . Rotation omkring en vilkårlig akse kan betragtes sekventielt i forhold til komponenter: først rotation omkring x -aksen , derefter som rotation omkring y -aksen , og derefter rotation omkring z- aksen . Med andre ord, for rumlig rotation kan man dekomponere til grundlæggende komponenter.
I flyvedynamik kaldes de vigtigste rotationsakser pitch , yaw og roll . Den samme terminologi bruges i computergrafik .
Rotationshastigheden er specificeret ved vinkelfrekvens (rad/s), frekvens ( omdrejninger /s, rpm) eller periode (sekunder, dage osv.). Ændringen i tid af vinkelfrekvensen er vinkelaccelerationen (rad/s²). Denne ændring er forårsaget af kraftmomentet . Forholdet mellem kraftmoment og vinkelacceleration angiver, hvor svært det er at starte, stoppe eller ændre rotation og kaldes inertimomentet .
Vinkelhastighedsvektoren beskriver rotationsretningen . På samme måde er kraftmomentet også en vektor.
Ifølge højrehåndsreglen svarer retningen væk fra observatøren til rotation med uret, og retningen mod observatøren svarer til rotation mod uret, som en skrue .
En rotation er simpelthen en sekventiel radial orientering til et fælles punkt. Det fælles punkt er placeret på rotationsaksen, som er vinkelret på rotationsplanet. Hvis rotationsaksen er placeret uden for kroppen, så siges kroppen at være i kredsløb. Der er ingen grundlæggende forskel mellem "rotation", "orbital motion" og/eller "spin". Forskellen er simpelthen i placeringen af rotationsaksen: enten er den inde i det roterende legeme eller udenfor. Denne forskel kan påvises for både "stive" og "ikke-stive" legemer.
I astronomi er rotation et hyppigt observeret fænomen. Stjerner , planeter og lignende kroppe roterer rundt om deres akser. Rotationshastigheden af solsystemets planeter blev først målt ved visuel observation. Stjernernes rotationshastighed måles ved Doppler-skift eller ved at spore aktive områder på overfladen.
Denne rotation har en centrifugalacceleration i referencerammen på Jorden, som en smule udligner tyngdekraften nær ækvator . Den første effekt er, at objektets vægt er lidt mindre ved ækvator. Og en anden effekt er, at Jorden er let deformeret i form af en kugleformet oblate ved polerne.
En anden konsekvens af planeternes rotation er præcessionsfænomenet . Ligesom et gyroskop er den overordnede effekt en lille "slingre" i bevægelsen af planeternes akse. På nuværende tidspunkt er hældningen af jordens akse til orbitalplanet ( ekliptikkens plan ) 23,45 grader, men denne vinkel ændrer sig langsomt. (Se også foreløbige jævndøgn ).
Da orbital bevægelse ofte bruges som et synonym for rotation, i mange videnskaber, især astronomi og beslægtede områder, bruges orbital bevægelse, når en krop bevæger sig rundt om en anden, mens rotation bruges til at betyde rotation omkring en akse. Satellitter kredser om deres planeter, planeter kredser om deres stjerner (som Jorden omkring Solen), og stjerner kredser langsomt omkring deres galaksecentre . Bevægelsen af galaksernes bestanddele er kompleks, men den omfatter normalt elementer af rotation.
De fleste af planeterne i vores solsystem , inklusive Jorden , roterer om deres akse i samme retning, som de kredser om Solen. Undtagelserne er Venus og Uranus . Uranus roterer også i næsten samme retning i forhold til sin bane. Den nuværende hypotese er, at Uranus begyndte sin indledende rotation i nøjagtig samme orientering som dens kredsløb, men derefter led en stærk sidepåvirkning tidligt i sin historie. Venus kan opfattes som langsomt roterende bagud (eller "top-down"). Dværgplaneten Pluto (tidligere betragtet som en planet) har også en unormal rotation.
I flyvedynamik kendes tre varianter af flyrotation: pitch , yaw og roll . Udtrykket "rotation" i luftfart bruges også til at henvise til pitch up (næse op), især under stigning efter start.
Mange forlystelser bruger rotation. Pariserhjulet har en central vandret akse og parallelt med den akser i hver kurv, omkring hvilken rotationen modsat hovedrotationen udføres under påvirkning af tyngdekraften eller fra et mekanisk drev. Som et resultat forbliver kurvene lodrette hele tiden (roter ikke). I dette tilfælde beskriver forskydningsvektoren for hver kurv en cirkel. Karrusellen giver rotation omkring en lodret akse. Mange attraktioner giver samtidig rotation omkring flere akser. I en svingende karrusel tilvejebringes rotation om den lodrette akse af motoren, mens rotation om den vandrette akse er forårsaget af centripetalkraft . I en rutsjebane , når de roterer omkring en vandret akse, holder inertikraften folk på deres plads i en eller flere omdrejninger.
Spin spiller en vigtig rolle i mange sportsgrene. Twisted hits topspin og backspin i tennis , spinning en fodbold. Kuglens spins er venstre , højre , top og bund , kaldet skruer i billard . En bueagtig type skud i baseball og cricket . Tilbøjeligheden , biellmann , kamel og andre spins i kunstskøjteløb . Bordtennisketchere er forbedret, så spillere kan dreje bolden, når de bliver ramt.