●回転運動【かいてんうんどう】

物体のすべての点が1つの固定点 (固定軸) を中心 (中心軸) とする同心球 (同軸円柱) 面上を同じ角速度で動く運動を，その固定点のまわりの回転運動という。軌道は完全に閉じなくても，また周期が徐々に変化してもよい。

物体あるいは質点系が、相互の相対的位置を変えずに、一定の軸のまわりを回る運動。

太陽の周りの惑星の運動のように，大きさを考えず1点で表した物体(質点という)が他の1定点の周りで行う円運動や楕円運動をいうこともあるが，大きさのある物体の(変形を別途に考えることにして)運動を，並進運動と回転の合成として取り扱う場合の後者を指すのがふつうである。例えば，机の上を転がる円筒を考えると，その運動は軸の平行移動とその周りの回転とを合わせたものとみなすことができる。この場合，各瞬間の運動を，円筒と机の接触線を軸とした回転と考えることも可能である。

質点または質点の集まり、もしくはその特別なものとしての剛体が、固定点ないしは回転軸から距離および相互の位置を変えずに行う運動のこと。回転運動を考えるとき、慣性系に対して回転する座標系を考えると便利な場合がある。このような座標系を回転座標系という。静止という概念は絶対的なものではない。たとえば回転しているメリーゴーラウンドに乗っている人にとっては周囲の風景のほうが回転しているように見える。運動のありさまを記述するということだけ考えるならば、大地とメリーゴーラウンドのどちらが静止しているかを決める決め手はない。いいかえれば、どのような座標系も運動学的には平等である。回転運動には、たとえば太陽の周りの惑星の運動や地球の自転、またこまの運動のように、それ自身の心棒の周りに自転しているほかに、その心棒が鉛直線の周りに回転する歳差運動、さらに心棒の傾きの変化を伴う章動とよばれる複雑な回転運動もある。

　回転系においては、慣性系において与えられた力のほかに次の3種類の見かけの力（慣性力）が現れる。(1)mr×　角速度ベクトルωが時間とともに変化する場合にのみ現れる力で、特別に名前はついていない。(2)2m×ω　コリオリの力。質点の回転系における速度と角速度ベクトルの両方に垂直な力である。(3)mω×(r×ω)　遠心力。大きさはmρω²で方向は回転半径ベクトルρの向きに一致している。mは質点の質量、rは質点の位置ベクトル、その上の点は時間の第一微係数（すなわち=dr／dt）、×はベクトル積を表す。回転が一様ならば=0なので(2)および(3)の力だけとなる。質点が回転系に対して静止すれば(2)の力は消えて遠心力のみとなる。

［村岡光男］