Вращательное движение твердого тела вокруг неподвижной оси после поступательного движения является одним из самых простых видов движения. При вращательном движении любые две точки, неизменно связанные с телом, в течение всего времени вращения остаются неподвижными. Проходящая через эти неподвижные точки А и В прямая АВ называется осью вращения. Фактически вся прямая неподвижна.
При вращении все точки оси вращения будут неподвижны, а все остальные точки вращающегося тела будут описывать окружности разных радиусов в зависимости от удаленности точки тела от оси вращения. Центры окружностей лежат на оси АВ, а плоскости перпендикулярны оси вращения.
Выясним, как можно задать вращательное движение математически. С этой целью через ось вращения АВ проведем две полуплоскости, одна из которых неподвижная (I), связанная с окружающими неподвижными предметами, а другая – подвижная (II), жестко связанная с телом. Для определения положения тела достаточно будет знать положение полуплоскости II относительно полуплоскости I, которое можно задать, указав линейный угол φ между этими полуплоскостями, называемый углом поворота тела.
Задав угол поворота в качестве функции времени
φ = φ(t),
тем самым будет описано вращательное движение, а зависимость φ = φ(t) называется уравнением вращательного движения.