Sabit bir eksen etrafında dönme
dönme hareketinin özel bir durumu / From Wikipedia, the free encyclopedia
Sabit bir eksen etrafında dönme dönme hareketinin özel bir durumudur. Sabit eksen hipotez yönünü değiştirerek bir eksen olasılığını dışlar ve salınım devinim gibi olguları tarif edemez. Euler’in dönme teoremine göre, Aynı zamanda, sabit eksenler boyunca eş zamanlı rotasyon imkânsızdır. Eğer iki rotasyona aynı anda kuvvet uygulanırsa, rotasyonun yeni ekseni oluşur.
Bu bölümde, önce sabit bir eksen etrafında dönen katı bir cismin açısal yer değiştirme, açısal hız ve açısal ivme nicelikleri türetilecek ve dönme hareketi ile açısal hareket arasındaki ilişki ve benzerlikler elde edilecektir. Daha sonra dönme hareketi yapan katı bir cismin dönme kinetik enerji ifadesi türetilecektir. Bir kuvvetin bir cismi bir nokta etrafında döndürme etkisinin ifadesi olan tork kavramı tanımlanacaktır. İki vektörün vektörel çarpımı tanımlanarak tork kavramı kuvvet ve uzunluk vektörleri ile vektörel çarpım olarak ifade edilecektir. Son olarak da bir kuvvetin döndürme etkisi ile açısal ivme arasında nasıl bir ilişki olduğu incelenerek Newton’un 2. yasasının dönüş hareketi için ifadesi elde edilecektir.
Bu makale dönmenin sabit olduğunu varsayar; yani cismi tutmak için hiçbir tork gerekli değildir. Katı bir cismin sabit bir eksen etrafında dönmenin kinematiği ve dinamiği matematiksel olarak ifade edilişi katı cismin serbest bir şekilde dönmesinden daha basittir; bir tek sabit yön boyunca doğrusal harekete bütünüyle benzer, ama serbest dönme yapan katı cisimler için bu durum geçerli değildir. Bu açıklama ayrıca nesnenin kinetik enerjisi için, nesnenin parçaları üzerinde oluşan kuvvetler için sabit bir eksen etrafında dönmesi genel dönme hareketine bakılarak daha basittir. Bu nedenle, öğrenciler doğrusal harekete hakim olduktan sonra sabit bir eksende dönme hareketi genellikle fizik derslerine giriş olarak düşünülür; ancak daha genel olan dönme hareketi fizik derslerine giriş olarak sayılacak kadar basit değildir.