การเคลื่อนที่แบบหมุนและปัจจัยที่มีผลต่อมัน

คุณเคยสังเกตเห็นด้านบนหรือใบพัดลมที่เคลื่อนที่หรือไม่? หากสังเกตจุดที่กลายเป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับการหมุนจะอยู่ที่ส่วนท้ายของแท่นเมื่อพัดลมด้านบนหรือด้านบนหมุน สิ่งนี้เรียกว่าการเคลื่อนที่แบบหมุน

การเคลื่อนที่แบบหมุนคือการเคลื่อนที่ที่วัตถุหมุนรอบแกนคงที่ ในการเคลื่อนที่แบบหมุนจะมีปริมาณเช่นมุมและเรเดียนความเร็วเชิงมุมและความเร่งเชิงมุม ตัวอย่างบางส่วนของการเคลื่อนที่แบบหมุนมักพบในชีวิตประจำวันซึ่งหนึ่งในนั้นคือโลกหมุนตามแกนของมันเพื่อเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์ในวงโคจรรูปไข่เช่นเดียวกับดวงจันทร์ที่หมุนตามแกนเพื่อเคลื่อนที่รอบโลก

นอกจากนี้ยังมีปัจจัยหลายประการที่มีผลต่อการเคลื่อนที่แบบหมุนของวัตถุ ได้แก่ โมเมนต์ความเฉื่อยโมเมนต์ของแรงจุดศูนย์ถ่วงโมเมนตัมเชิงมุมและกฎการอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุม

โมเมนต์ความเฉื่อยแสดงโดย (I) ซึ่งเป็นการวัดความเฉื่อยของวัตถุที่หมุนรอบแกนของมัน ช่วงเวลานี้มีความคล้ายคลึงกับมวลในการเคลื่อนที่เชิงแปล โมเมนต์ความเฉื่อยของวัตถุขึ้นอยู่กับมวลและระยะห่างของวัตถุจากแกนการหมุน

(อ่านเพิ่มเติม: การเคลื่อนไหวในสิ่งมีชีวิต (มนุษย์))

ดังนั้นสำหรับวัตถุที่อยู่นิ่งในตอนแรกยิ่งช่วงเวลาแห่งความเฉื่อยมากเท่าไหร่วัตถุก็จะหมุนและหมุนได้ยากขึ้นเท่านั้นและในทางกลับกัน สำหรับการเคลื่อนที่แบบหมุนโมเมนต์ความเฉื่อยถูกกำหนดไว้ดังนี้: I = mr2

โมเมนต์ของแรงหรือแรงบิดที่แสดงโดย (τ) เป็นปริมาณที่ทำให้วัตถุหมุน โมเมนต์ของแรงหรือแรงบิดเป็นผลมาจากอิทธิพลของขนาดของแรงที่กระทำกับวัตถุ ณ จุดหนึ่งของแกนหมุนของวัตถุ โมเมนต์ของแรงหรือแรงบิดมีสูตรดังนี้: τ = F × d

จุดของแรงโน้มถ่วงคือตำแหน่งเฉลี่ยของมวลจุดทั้งหมดในระบบของวัตถุเพื่อให้เราสามารถกำหนดน้ำหนักของวัตถุโดยรวมได้

โมเมนตัมเชิงมุมคือโมเมนตัมที่มีวัตถุหมุนอยู่ โมเมนตัมเชิงมุมสามารถกำหนดได้ดังนี้: L = r × P หรือ L = Iω

กฎแห่งการอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุมระบุว่า "ถ้าโมเมนต์แรงที่กระทำต่อระบบมีค่าเท่ากับศูนย์โมเมนตัมเชิงมุมของระบบจะคงที่" ในทางคณิตศาสตร์สามารถระบุได้ดังนี้: I1ω1 = I2ω2 = ค่าคงที่