La ligne imaginaire passant par un objet en rotation autour de laquelle il tourne.L'axe de rotation est la ligne imaginaire passant par un objet en rotation autour de laquelle il tourne. Pour un corps rigide, chaque point de l'objet se déplace en cercle autour de cet axe. L'axe peut passer par le centre de masse de l'objet (comme l'axe de la Terre) ou se situer à l'extérieur (comme l'axe d'une toupie). Comprendre l'axe de rotation est essentiel pour décrire le mouvement de rotation, le moment cinétique et le comportement des gyroscopes.
Le concept d'axe de rotation est implicite depuis l'Antiquité, mais il a été formalisé par Isaac Newton et Leonhard Euler aux XVIIe et XVIIIe siècles. Le théorème de rotation d'Euler (1775) a établi que toute rotation peut être décrite par un axe unique.
L'axe de rotation est défini par la direction du vecteur vitesse angulaire. Pour un objet en rotation, l'axe est la ligne le long de laquelle pointe le moment cinétique. En l'absence de couples externes, l'axe reste fixe dans l'espace (conservation du moment cinétique). Pour les objets dont la répartition de masse n'est pas uniforme, l'axe peut subir une précession ou une nutation.
Il est utilisé en navigation (gyroscopes), en robotique (contrôle des articulations), en astronomie (rotation des planètes) et en ingénierie (équilibrage des machines tournantes).
L'axe de rotation de la Terre est incliné d'environ 23,5 degrés, ce qui provoque les saisons, et il oscille lentement sur un cycle de 26 000 ans appelé précession.
