15.2 : Mouvement de rotation autour d'un axe fixe

La rotation d'un corps rigide autour d'un axe fixe fait que chaque point qu'il contient trace une trajectoire circulaire autour d'une ligne ou d'un point spécifique. Le terme donné à ce type de rotation est défini par la position angulaire, symbolisée par l'angle θ. Cet angle est mesuré à partir d'une ligne de référence statique jusqu'à l'objet en rotation. A partir de cette position angulaire, toute variation est appelée déplacement angulaire, noté dθ. L'étendue de ce déplacement peut être calculée en degrés, en radians ou en révolutions, où une révolution équivaut à 2π radians. Cette mesure aide à comprendre la position de l'objet dans son mouvement de rotation. La direction du déplacement angulaire est déterminée par la règle de la main droite, ce qui signifie qu'elle s'aligne sur l'axe de rotation.

Un autre aspect du mouvement de rotation est la vitesse angulaire, symbolisée par ω. Cela signifie la vitesse à laquelle le déplacement angulaire change et est quantifié en radians par seconde. La vitesse angulaire définit la vitesse à laquelle le déplacement angulaire change au fil du temps et est mesurée en radians par seconde. De plus, la notion d’accélération angulaire entre en jeu, symbolisée par α. L'accélération angulaire indique la rapidité ou la lenteur avec laquelle la vitesse angulaire change au fil du temps. Il est mesuré en unités de radians par seconde carrée.

Comme le déplacement angulaire, la vitesse angulaire et l’accélération angulaire sont des quantités vectorielles, ce qui signifie qu’elles ont à la fois une ampleur et une direction. Ces vecteurs sont orientés le long de l'axe de rotation, indiquant le sens de la rotation.

Comprendre ces concepts est fondamental pour appréhender la mécanique du mouvement de rotation. Ils fournissent un cadre complet pour comprendre comment les objets tournent et les forces qui influencent leur mouvement.