Was ist der Radius der Gyration?
Der Gyrationsradius ist definiert als der Abstand zwischen einer Achse und dem Punkt maximaler Trägheit in einem rotierenden System. Alternative Namen sind Gyration Radius und Gyradius. Der quadratische Mittelwertabstand zwischen den Teilen eines rotierenden Objekts in Bezug auf eine Achse oder ein Gravitationszentrum ist ein Schlüsselelement zur Berechnung des Gyrationsradius.
Der Kreiselradius findet Anwendung in der Struktur-, Maschinen- und Molekulartechnik. Es wird mit dem Kleinbuchstaben k oder r und dem Großbuchstaben R bezeichnet. Die Gyradiusberechnung wird von Statikern verwendet, um die Balkensteifigkeit und das Knickpotential abzuschätzen. Vom strukturellen Standpunkt aus hat ein kreisförmiges Rohr in jeder Richtung einen gleichen Gyradius, wodurch der Zylinder die ausreichendste Säulenstruktur darstellt, um einem Knicken zu widerstehen.
Alternativ kann der Trägheitsradius für ein rotierendes Objekt als der Abstand von der Achse zum schwersten Punkt auf dem Körper des Objekts beschrieben werden, der die Rotationsträgheit nicht verändert. Für diese Anwendungen wird die Gyrationsradius (R) -Formel als quadratisches Mittel des zweiten Trägheitsmoments (I) dividiert durch die Querschnittsfläche (A) dargestellt. Andere Formeln werden für mechanische und molekulare Anwendungen verwendet.
Für mechanische Anwendungen wird die Masse eines Objekts anstelle der in der vorherigen Formel verwendeten Querschnittsfläche (A) zur Berechnung des Trägheitsradius (r) verwendet. Die Formel für den Maschinenbau kann anhand des Massenträgheitsmoments (I) und der Gesamtmasse (m) berechnet werden. Daher ist der Kreiselradius der Zylinderformel gleich dem quadratischen Mittel des Massenträgheitsmoments (I) geteilt durch die Gesamtmasse (m).
Molekulare Anwendungen basieren auf der Untersuchung der Polymerphysik, bei der das Gyradius-Polymer die Größe eines Proteins für ein bestimmtes Molekül darstellt. Die Formel zur Bestimmung des Erzeugungsradius in einem molekulartechnischen Problem wird durch Berücksichtigung des mittleren Abstands zwischen zwei Monomeren erleichtert. Daraus folgt, dass der Gyrationsradius in diesem Sinne dem quadratischen Mittelwert dieses Abstands entspricht. Unter der Voraussetzung, dass es sich um Polymerketten handelt, wird unter dem Gyrationsradius bei einer molekularen Anwendung ein Mittelwert aller Polymermoleküle für eine gegebene Probe über die Zeit verstanden. Mit anderen Worten ist das Gyrationsradiusprotein ein durchschnittlicher Gyradius.
Theoretische Polymerphysiker können mithilfe der Röntgenstreutechnologie und anderer Lichtstreutechniken Modelle mit der Realität vergleichen. Statische Lichtstreuung und Kleinwinkel-Neutronenstreuung werden auch verwendet, um die Genauigkeit und Genauigkeit theoretischer Modelle zu überprüfen, die in der Polymerphysik und in der Molekularentwicklung verwendet werden. Diese Analysen werden verwendet, um die mechanischen Eigenschaften von Polymeren und die kinetischen Reaktionen zu untersuchen, die Änderungen der Molekülstrukturen mit sich bringen können.