Rotation (Mathematik)
Die Rotation ist eine Funktion eines Vektorfeldes. Interpretiert man dieses Feld als Strömungsfeld, so gibt die Rotation für jeden Ort an, wie schnell und um welche Achse ein mitschwimmender Körper rotieren würde. Hier einige praktische Beispiele:
- Ein Wirbelsturm rotiert um sein so genanntes Auge, und ein Vektorfeld, das die Windgeschwindigkeiten eines Wirbelsturms angibt, hat eine von Null verschiedene Rotation im Auge, und möglicherweise noch an anderen Stellen.
- Ein Vektorfeld, das die Geschwindigkeit jedes Punktes einer rotierenden Scheibe angibt, hat an jedem Punkt dieselbe von Null verschiedene Rotation.
- Das Vektorfeld einer Autobahn, deren Spuren von rechts nach links ansteigende Fahrzeuggeschwindigkeiten aufweisen, hat an den Mittellinien zwischen den Spuren eine von Null verschiedene Rotation.
Die Rotation eines dreidimensionalen Vektorfeldes F = (Fx, Fy, Fz) ist wiederum ein dreidimensionales Vektorfeld. Es wird geschrieben als
Definition
wobei der Nabla-Operator und rot das Funktionssymbol der Rotation ist. Das Kreuz bezeichnet dabei formal ein Kreuzprodukt, so dass die Rotation in kartesischen Koordinaten folgendermaßen definiert ist