Vad är Gyrationens radie?

Gyrationsradie definieras som avståndet mellan en axel och punkten för maximal tröghet i ett roterande system. Alternativa namn inkluderar gyrationsradie och gyradius. Rotens medelkvadratiska avstånd mellan ett roterande objekts delar i förhållande till en axel eller gravitationscentrum är ett viktigt element för att beräkna gyrationsradie.

Gyrationsradie har tillämpningar inom konstruktion, mekanik och molekylering. Den benämns med små bokstäver k eller r och versaler R. Beräkningen av gyradius används av konstruktionsingenjörer för att uppskatta strålstyvheten och potentialen för knäckning. Från strukturellt synvinkel har ett cirkulärt rör lika gyradius i alla riktningar, vilket gör cylindern till den mest tillräckliga kolonnstrukturen för att motstå knäckning.

Alternativt kan radier för gyrationströghet beskrivas för ett roterande föremål som avståndet från axeln till den tyngsta punkten på föremålets kropp som inte förändrar den roterande trögen. För dessa applikationer representeras gyrationsradie (R) -formeln som rotmedelvärdet det andra tröghetsmomentet (I) dividerat med tvärsnittsområdet (A). Andra formler används för mekaniska och molekylära applikationer.

För mekaniska tillämpningar används massan hos ett objekt för att beräkna gyrationsradie (r) istället för tvärsnittsarean (A) som användes i föregående formel. Den mekaniska konstruktionsformeln kan beräknas med användning av tröghetsmoment (I) och totalmassa (m). Därför är radien för gyrationscylinderns formel lika med rotens medelkvadrat av massa av tröghetsmoment (I) dividerat med totalmassa (m).

Molekylära tillämpningar är förankrade i studien av polymerfysik där gyradius-polymeren representerar storleken på ett protein för en specifik molekyl. Formeln för att bestämma genereringsradie i ett molekylärt konstruktionsproblem underlättas genom att betrakta medelavståndet mellan två monomerer. Av detta följer att gyrationsradie i denna mening motsvarar rotens medelkvadrat för avståndet. Förutsatt att polymerkedjornas natur förstås gyrationsradie i en molekylär applikation är ett medelvärde för alla polymermolekyler för ett givet prov över tid. Med andra ord är gyrationsradieproteinet en genomsnittlig gyradius.

Teoretiska polymerfysiker kan använda röntgenspridningsteknik och andra ljusspridningstekniker för att jämföra modeller med verkligheten. Statisk ljusspridning och neutronspridning med små vinklar används också för att verifiera noggrannheten och exaktheten hos teoretiska modeller som används inom polymerfysik och molekylteknik. Dessa analyser används för att studera de mekaniska egenskaperna hos polymerer och de kinetiska reaktionerna som kan involvera förändringar i molekylstrukturer.