แกนหมุนคืออะไร?

Axis of rotation เป็นคำที่ใช้ในสาขาวิศวกรรมคณิตศาสตร์และวิทยาศาสตร์หลายแขนง มันใช้เพื่ออธิบายประเภทของการเคลื่อนไหวสำหรับวัตถุที่มีอยู่ในพื้นที่สามมิติ (3D) เป็นเส้นตรงจินตภาพที่ลากผ่านวัตถุ 3 มิติที่วัตถุสามารถหมุนหรือหมุนได้ รูปแบบของการหมุนถูกนำมาใช้สำหรับการใช้งานเชิงทฤษฎีและปฏิบัติ

การหมุนรอบแกนสามารถเกิดขึ้นได้ในพื้นที่สามมิติเท่านั้นซึ่งหมายถึงวัตถุที่มีความยาวความกว้างและความลึก วัตถุในพื้นที่สองมิติ (2D) สามารถหมุนได้ แต่การหมุนอยู่รอบจุด - ทั้งภายในหรือภายนอก - บนระนาบแบนไม่ใช่บนแกน ภาพไม่สามารถหมุนรอบแกนได้อย่างแท้จริงเนื่องจากไม่มีอยู่ในทั้งสามมิติ - มีความยาวและความกว้าง แต่ไม่มีความลึก หากวัตถุ 2D ถูกทำชาร์ตบนกราฟมันสามารถ "หมุน" รอบแกน X หรือ Y ได้ แต่จะพลิกหรือกลับภาพ ภาพแบนและจะหายไปในบางจุดถ้าหมุนผ่านการหมุนรอบแกนทั้งสอง

ในทางตรงกันข้ามวัตถุ 3 มิติสามารถหมุนรอบแกน แต่ไม่สามารถหมุนรอบจุดภายในได้ สิ่งนี้จะทำให้วัตถุหมุนในหลาย ๆ ทิศทางในเวลาเดียวกันตามทุกบรรทัดที่ตัดกันจุดนั้นและมันจะแยกตัวเองออกจากกัน ดังนั้นวัตถุ 3 มิติสามารถหมุนรอบหนึ่งบรรทัดหรือแกน หากวัตถุ 3 มิติเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ จุดภายนอกวัตถุนั้นจะถูกเรียกว่าเป็นการปฏิวัติไม่ใช่การหมุน ตัวอย่างเช่นโลกหมุนบนแกนภายในและหมุนรอบดวงอาทิตย์

วัตถุที่มีอยู่ในพื้นที่ 3D สามารถมีแกนหมุนมากกว่าหนึ่งแกน แต่ไม่สามารถหมุนรอบแกนสองแกนในเวลาเดียวกันได้ ตัวอย่างเช่นหากโลกมีแกนหมุนใหม่ซึ่งตั้งฉากกับแกนเดิมมันไม่สามารถหมุนในทิศทางตรงกันข้ามของแกนทั้งสองในเวลาเดียวกัน ขณะที่พยายามหมุนทั้งสองทิศทางจะพบจุดสมดุลระหว่างทั้งสองและสร้างแกนการหมุนที่สามตามแนวนั้น

วัตถุที่ไม่สามารถทำการหมุนได้อย่างสมบูรณ์หรือการหมุนก็ยังถือว่าเป็นการหมุนรอบแกน ข้อเท้าและหัวเข่าเช่นเดียวกับชิ้นส่วนเครื่องจักรกลและรายการอื่น ๆ อีกมากมายสามารถดำเนินการหมุน จำกัด รอบสายภายในที่กำหนด เนื่องจากเป็นวัตถุ 3 มิติจึงเรียกว่ามีแกนหมุนแม้ว่าตัวเองจะถูก จำกัด ก็ตาม