1

المرجع الالكتروني للمعلوماتية

تاريخ الفيزياء

علماء الفيزياء

الفيزياء الكلاسيكية

الميكانيك

الديناميكا الحرارية

الكهربائية والمغناطيسية

الكهربائية

المغناطيسية

الكهرومغناطيسية

علم البصريات

تاريخ علم البصريات

الضوء

مواضيع عامة في علم البصريات

الصوت

الفيزياء الحديثة

النظرية النسبية

النظرية النسبية الخاصة

النظرية النسبية العامة

مواضيع عامة في النظرية النسبية

ميكانيكا الكم

الفيزياء الذرية

الفيزياء الجزيئية

الفيزياء النووية

مواضيع عامة في الفيزياء النووية

النشاط الاشعاعي

فيزياء الحالة الصلبة

الموصلات

أشباه الموصلات

العوازل

مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة

فيزياء الجوامد

الليزر

أنواع الليزر

بعض تطبيقات الليزر

مواضيع عامة في الليزر

علم الفلك

تاريخ وعلماء علم الفلك

الثقوب السوداء

المجموعة الشمسية

الشمس

كوكب عطارد

كوكب الزهرة

كوكب الأرض

كوكب المريخ

كوكب المشتري

كوكب زحل

كوكب أورانوس

كوكب نبتون

كوكب بلوتو

القمر

كواكب ومواضيع اخرى

مواضيع عامة في علم الفلك

النجوم

البلازما

الألكترونيات

خواص المادة

الطاقة البديلة

الطاقة الشمسية

مواضيع عامة في الطاقة البديلة

المد والجزر

فيزياء الجسيمات

الفيزياء والعلوم الأخرى

الفيزياء الكيميائية

الفيزياء الرياضية

الفيزياء الحيوية

الفيزياء العامة

مواضيع عامة في الفيزياء

تجارب فيزيائية

مصطلحات وتعاريف فيزيائية

وحدات القياس الفيزيائية

طرائف الفيزياء

مواضيع اخرى

علم الفيزياء : الفيزياء العامة :

Rotation

المؤلف:  Richard Fitzpatrick

المصدر:  Classical Electromagnetism

الجزء والصفحة:  p 15

13-7-2017

2148

Rotation

Let us try to define a rotation vector θ whose magnitude is the angle of the rotation, θ, and whose direction is the axis of the rotation, in the sense determined by the right-hand grip rule. Is this a good vector? The short answer is, no. The problem is that the addition of rotations is not commutative, whereas vector addition is. The diagram shows the effect of applying two successive 90o rotations, one about x-axis, and the other about the z-axis, to a six-sided die. In the left-hand case the z-rotation is applied before the x-rotation, and vice versa in the right-hand case. It can be seen that the die ends up in two completely different states. Clearly, the z-rotation plus the x-rotation does not equal the x-rotation plus the z-rotation. This non-commuting algebra cannot be represented by vectors. So, although rotations have a well defined magnitude and direction they are not vector quantities. But, this is not quite the end of the story. Suppose that we take a general

  

vector a and rotate it about the z-axis by a small angle δθz. This is equivalent to rotating the basis about the z-axis by -δθz. We have

 (1.1)

where use has been made of the small angle expansions sin θ  θ and cos θ  1. The above equation can easily be generalized to allow small rotations about the x- and y-axes by δθx and δθy, respectively. We find that

 (1.2)

where

 (1.3)

Clearly, we can define a rotation vector δθ, but it only works for small angle rotations (i.e., sufficiently small that the small angle expansions of sine and cosine are good). According to the above equation, a small z-rotation plus a small x-rotation is (approximately) equal to the two rotations applied in the opposite order. The fact that infinitesimal rotation is a vector implies that angular velocity,

 (1.4)

must be a vector as well. If aʹ is interpreted as a(t + δt) in the above equation then it is clear that the equation of motion of a vector precessing about the origin with angular velocity  is

   (1.5)

EN

تصفح الموقع بالشكل العمودي