Le rayon de giration est défini comme la distance entre un axe et le point d'inertie maximal dans un système de rotation. Autres noms incluent rayon de giration et gyradius. La racine carrée distance moyenne entre les parties d'un objet en rotation par rapport à un axe ou centre de gravité est un élément clé du calcul de rayon de giration.
Le rayon de giration a des applications en génie des structures, mécanique et moléculaire. Elle est désignée par la lettre minuscule k ou r et la lettre majuscule R. Le calcul gyradius est utilisé par les ingénieurs de structure pour estimer rigidité de la poutre et le potentiel pour le flambement. D'un point de vue structurel, une conduite circulaire a un gyradius égale dans toutes les directions, ce qui rend le cylindre de la structure de la colonne la plus suffisante pour résister au flambage.
Alternativement, le rayon de giration d'inertie peut être décrit par un objet en rotation lorsque la distance à l'axe de la plus lourde point situé sur le corps de l'objet qui ne modifie pas l'inertie de rotation. Pour ces applications, le rayon de giration (R) est représenté par la formule de la moyenne quadratique du second moment d'inertie (I) divisé par la surface de section transversale (A). D'autres formules sont utilisées pour des applications mécaniques et moléculaires.
Pour des applications mécaniques, la masse d'un objet est utilisée pour calculer le rayon de giration (R) à la place de la surface de section transversale (A) tel qu'il est utilisé dans la formule précédente. La formule mécanique peut être calculée en utilisant moment d'inertie (I) et de la masse totale (m). Par conséquent, le rayon de giration de formule cylindre est égal à la racine carrée moyenne de moment d'inertie (I) divisée par la masse totale (m).
Les applications moléculaires sont enracinées dans l'étude de la physique des polymères où le polymère gyradius représente la taille d'une protéine pour une molécule spécifique. La formule pour déterminer le rayon de la génération dans un problème d'ingénierie moléculaire est facilitée en tenant compte de la distance moyenne entre deux monomères. Il en résulte que le rayon de giration dans ce sens est équivalent à la moyenne quadratique de cette distance. À condition que la nature des chaînes de polymère, le rayon de giration dans une application moléculaire est considérée comme un moyen de toutes les molécules de polymère pour un échantillon donné dans le temps. En d'autres termes, la protéine rayon de giration est un gyradius moyenne.
Les physiciens théoriques polymères peuvent utiliser la technologie de diffusion des rayons X et d'autres techniques de diffusion de la lumière pour comparer des modèles à la réalité. Diffusion de lumière statique et la diffusion de neutrons aux petits angles sont également utilisés pour vérifier l'exactitude et la précision des modèles théoriques utilisés dans la physique des polymères et de l'ingénierie moléculaire. Ces analyses sont utilisées pour étudier les propriétés mécaniques des polymères et des réactions cinétiques qui peuvent impliquer des changements dans les structures moléculaires.