转动
转动是指对象旋转的运动;三维对象绕着旋转的轴称为 转动轴 或 旋转轴。其中,若旋转轴通过物体的质心,则称此物体在 自

恒星和行星都会自转,小天体亦大多会自转。作为天体的集合体,星系也会自转[2]。如果行星自转轴在长期运动中渐渐偏离原有方向,即会产生岁差[3]。
数学
在三维的空间中,转动以物体绕着转动轴作旋转表示。假若此物体的转动轴是在物体的内部,则此物体绕自己旋转;这就表示其角动量的值会受其相对速度或是此物体是否为不受力的自由运动而决定。

转动为保持固定绕一点旋转的刚体运动,不同于移动。这一定义可应用在两维及三维空间(平面和空间上的分别)。三维空间的旋转为保持在固定的一条线作旋转,即三维空间的转动是绕一个轴旋转。此从欧拉旋转定理而来。所有的刚体旋转运动其运动状态可能是转动、移动、或转动加移动所造成[4]。
转动简单说为一对于共同点的径向渐进运动,其共同点位于运动转轴上,转轴与运动平面之间夹90度角互相垂直。若转轴位于物体自身外则称为轨道运动,例如:地球相对于太阳的公转[2]。转动和轨道运动或者是自转主要的差异仅为转轴位于物体自身的内或外。而此差异可以在讨论刚体时说明。若此转动为两个围绕相同的点/轴的转动的第三个转动结果,则此逆向转动的结果也是相同。因此,上述一系列的转动,在数学上称作“群”。然而,绕旋转点/轴和绕另一个点或轴转动可能会导致其他的旋转,例如移动[5]。
惯性座标的转动为沿着x、y和z轴的旋转运动。在空间中转动的结果可利用绕x轴、y轴及z轴旋转来表示,这就是说,任何空间的旋转运动可以分解成各个分量旋转运动之结合。在飞行动力学上,转动的座标轴为偏航、俯仰和滚动(称为)。这些座标轴也用于电脑绘图[6]。
天文学

在天文学中,转动是一种普遍观察到的现象。恒星、行星和类似星体皆绕着自转轴旋转,第一次测得太阳系中的行星旋转速率是以视觉特征量测得到。而星体的转动主要是以都普勒频移或观察表面活动特征方式量测[2]。
在地球的参考座标中,这种转动产生的离心加速度会些微的抵销重力,所产生的影响之一是物体在赤道的重量会稍微少一点,另一个则是地球会略微变成一个椭圆球体[7]。
行星的旋转所造成的另一效应为进动现象,如同陀螺仪一般,行星自转轴会有些微的摆动,但要千年才能观察到此角度变化,而目前地球自转轴与其轨道平面(黄道面)的夹角为23.45度[8]。
物理
转动的速度以角频率(弧度/秒)或频率(转 /秒,转 /分),或周期(秒,天,等...)来表示。角频率的时间变化率是角加速度(弧度/秒²),此变化为扭矩所造成。扭矩与角加速度的比值为转动惯量。 角速度矢量同时也能描述旋转轴的方向。同样地扭矩也是以矢量表示[13]。
根据右手定则,角动量的方向指向观察者则角速度方向为逆时针,反之则为顺时针,例如:螺旋运动[14]。
转动简单说为一对于共同点的径向渐进运动,其共同点位于运动转轴上,转轴与运动平面之间夹90度角互相垂直。若转轴位于物体自身外,则称为轨道运动。转动和轨道运动或者是自转,丝毫没有差异,主要的差异仅为转轴位于物体自身的内或外。而此差异可以在讨论刚体时说明[15]。
游乐设施
许多娱乐设施的运行都是利用转动的原理。例如:摩天轮的中央有一个水平轴,平行轴两端的车厢转动方向相反。因为重力及机械力,所以在任何时间车厢所受的重力方向是与地面垂直,故车厢不旋转,只是移动。而其运动的圆周轨迹可由切线平移矢量所描述[17]。旋转木马提供了一个垂直的旋转轴。此游乐设施结合了许多不同木马各自的旋转轴。与旋转飞机有关的旋转,机械提供垂直轴,而对水平旋转轴是由于向心力所造成。在云宵飞车的横轴逆旋转是一个或多个完整的周期,而惯性使人保持在自己的座位[18]。
备注
参考文献
- Knudsen, Jens M.; Hjorth, Poul G. 3. Springer. 2000: 96 [2013-11-22]. ISBN 3-540-67652-X. (原始内容存档于2021-04-27)., Chapter 5 page 96 (页面存档备份,存于)
- Shajn, G.; Struve, O. . Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 1929, 89: 222–239. Bibcode:1929MNRAS..89..222S.
- Astro 101 - Precession of the Equinox (页面存档备份,存于), Western Washington University Planetarium.
- Lounesto 2001, p.30.
- Hestenes 1999, pp. 580 - 588.
- Lounesto 2001, pp. 85, 89.
- . [2013-11-22]. (原始内容存档于2020-11-27).
- Hohenkerk, C.Y., Yallop, B.D., Smith, C.A., & Sinclair, A.T. "Celestial Reference Systems" in Seidelmann, P.K. (ed.) Explanatory Supplement to the Astronomical Almanac. Sausalito: University Science Books. p. 99.
- Kuhn, The Copernican Revolution, pp. 238, 246–252
- . [2013-11-22]. (原始内容存档于2015-05-05).
- M Caspar, Kepler (1959, Abelard-Schuman), at pp.131–140; A Koyré, The Astronomical Revolution: Copernicus, Kepler, Borelli (1973, Methuen), pp. 277–279
- Grossman, Lisa. . NewScientist. 13 August 2008 [10 October 2009]. (原始内容存档于2012-07-01).
- Truesdell, Clifford. . Academic Press. 1991 [2013-11-22]. ISBN 0-12-701300-8. (原始内容存档于2014-09-22).
- PHYS345 Introduction to the Right Hand Rule (页面存档备份,存于), George Watson, University of Delaware, 1998
- R.P. Feynman, R.B. Leighton, M. Sands. . Addison–Wesley. 1964: 31–7. ISBN 9-780-201-021172.
- . [2008-07-31]. (原始内容存档于2012-10-08).
- Hyde Park Historical Society: Chicago's Great Ferris Wheel of 1893, Patrick Meehan 的存盘,存档日期2013-01-18.
- Element Cross Reference 的存盘,存档日期2006-01-15. at Roller Coaster Database
- . BBC. 12 September 2005 [6 May 2012]. (原始内容存档于2021-05-07).
- . Efastball.com. 2009-07-26 [2013-02-16]. (原始内容存档于2013-02-04).
- Knight, pp.122–123.
参考书目
- Hestenes, David. . Dordrecht: Kluwer Academic Publishers. 1999. ISBN 0-7923-5514-8.
- Lounesto, Pertti. . Cambridge: Cambridge University Press. 2001. ISBN 978-0-521-00551-7.
- Brannon, Rebecca M. (PDF). Albuquerque: Sandia National Laboratories. 2002 [2013-11-22]. (原始内容存档 (PDF)于2017-07-06).
- Andrea Milani and Giovanni F. Gronchi. Theory of Orbit Determination (Cambridge University Press; 378 pages; 2010). Discusses new algorithms for determining the orbits of both natural and artificial celestial bodies.
- Julian Knight, Cricket for Dummies, John Wiley and Sons, 2006