Co je osa rotace?

Osa rotace je termín používaný v mnoha oborech strojírenství, matematiky a věd. Používá se k popisu typu pohybu objektů existujících v trojrozměrném (3D) prostoru. Je to imaginární přímka nakreslená 3D objektem, kolem kterého se objekt může otáčet nebo otáčet. Modely rotace se používají jak pro teoretické, tak pro praktické aplikace.

K rotaci kolem osy může dojít pouze v trojrozměrném prostoru, což znamená, že objekt má délku, šířku a hloubku. Objekty ve dvourozměrném (2D) prostoru se mohou otáčet, ale rotace je kolem bodu - vnitřního nebo vnějšího - na rovné rovině, nikoli na ose. Obrázek se nemůže skutečně otáčet kolem osy, protože neexistuje ve všech třech rozměrech - má délku a šířku, ale žádnou hloubku. Pokud je 2D objekt mapován v grafu, může být „otočen“ kolem osy X nebo Y, ale to jednoduše převrátí nebo převrátí obraz. Obraz je plochý a v určitém bodě by zmizel, kdyby se otáčel plnou rotací kolem jedné osy.

Naproti tomu 3D objekt se může otáčet kolem osy, ale nemůže se otáčet kolem vnitřního bodu. To by způsobilo, že se objekt otáčí v mnoha směrech současně, podél každé linie protínající tento bod, a sám by se roztrhl. 3D objekt se tak může otáčet pouze kolem jedné linie nebo osy. Pokud se 3D objekt pohybuje kolem vnějšího bodu, označuje se jako revoluce, nikoli rotace. Například Země se otáčí na vnitřní ose a točí se kolem Slunce.

Objekty existující v 3D prostoru mohou mít více než jednu vnitřní osu otáčení, ale nemohou se otáčet kolem dvou takových os současně. Například, pokud má Země novou osu rotace, která je kolmá na její původní osu, nemůže se otáčet v opačných směrech na obou osách současně. Při pokusu o točení v obou směrech najde vyrovnávací bod mezi nimi a vytvoří třetí osu otáčení podél této linie.

Předměty, které nemohou provést úplnou rotaci nebo rotaci, lze stále považovat za rotující kolem osy. Kotníky a kolena, jakož i mechanické součásti a mnoho dalších předmětů, mohou provádět omezené otáčení kolem dané vnitřní linie. Protože se jedná o 3D objekty, označuje se, že mají osu rotace, i když je rotace sama o sobě omezená.