Y-Plus-Rechner

Transformieren Sie kartesische Koordinaten und bestimmen Sie die Komponente eines gedrehten Vektors in positiver Y-Richtung.

Koordinaten- und Vektorrechner
Geben Sie eine X-Koordinate, eine Y-Koordinate und einen Drehwinkel gegen den Uhrzeigersinn ein.

Über die Berechnung von Y+-Koordinaten

Eine Y+-Koordinate beschreibt die vertikale Komponente eines Punktes oder Vektors nach einer Drehung seiner Koordinatenachsen. Dieser Rechner wendet die standardmäßige zweidimensionale Drehmatrix auf ein ursprüngliches X-Y-Paar an. Er liefert die transformierte X-Koordinate, die Y-Komponente in positiver Achsenrichtung und den Vektorbetrag. Diese Ergebnisse helfen beim Zerlegen von Kräften, beim Ändern der Zeichnungsausrichtung, bei Bewegungsanalysen und beim Umrechnen von Messwerten zwischen lokalen und globalen Koordinatensystemen. Für einen Winkel θ gegen den Uhrzeigersinn lauten die transformierten Koordinaten x′ = x cos θ − y sin θ und y′ = x sin θ + y cos θ. In Grad eingegebene Winkel werden vor der Auswertung der trigonometrischen Funktionen in Radiant umgerechnet. Ein positiver Winkel dreht gegen den Uhrzeigersinn, ein negativer im Uhrzeigersinn. Da eine reine Drehung den Vektor nicht streckt, bleibt sein Betrag √(x² + y²) unverändert. Diese Invarianz ermöglicht eine schnelle Kontrolle der Berechnung. Koordinatentransformationen kommen in vielen Bereichen der Physik und Technik vor. Eine entlang eines geneigten Bauteils gemessene Kraft lässt sich in horizontale und vertikale Komponenten zerlegen. Vermessungspunkte können an einer neuen Bezugslinie ausgerichtet werden. Die Computergrafik nutzt dieselbe Matrix zum Drehen von Eckpunkten, während die Robotik verwandte Matrizen verwendet, um Positionen in unterschiedlichen Bezugssystemen auszudrücken. Der transformierte Y+-Wert ist einfach die Komponente in positiver Y-Richtung des gewählten Bezugssystems. Er kann dennoch negativ sein, wenn der gedrehte Punkt auf der negativen Seite dieser Richtung liegt. Verwenden Sie für X und Y dieselbe Einheit. Wird X in Metern angegeben, muss auch Y in Metern vorliegen. Die transformierten Koordinaten und der Betrag werden dann ebenfalls in Metern ausgegeben. Der Winkel ist dimensionslos, muss in diesem Rechner jedoch in Grad eingegeben werden. Nach Drehungen um etwa 90 oder 180 Grad können kleine Gleitkommawerte nahe null auftreten. Die Anzeige rundet diese numerischen Artefakte auf sechs Nachkommastellen. Das Werkzeug führt eine ebene Drehung um den Ursprung aus. Für eine Drehung um einen anderen Punkt ziehen Sie zunächst dessen Koordinaten ab, drehen den entstandenen Vektor und addieren anschließend die Koordinaten des Drehzentrums wieder.

Beispiele zur Y+-Berechnung

EingabeAusgabeErläuterung
x = 3, y = 4, θ = 90°x′ = -4, y′ = 3, Betrag = 5Vierteldrehung gegen den Uhrzeigersinn
x = 6, y = 8, θ = 0°x′ = 6, y′ = 8, Betrag = 10Keine Drehung
x = 10, y = 0, θ = 30°x′ = 8.660254, y′ = 5, Betrag = 10Horizontaler Vektor nach oben gedreht

So berechnen Sie Y+

  1. Geben Sie die ursprüngliche X-Koordinate in derselben Einheit wie Y ein.
  2. Geben Sie die ursprüngliche Y-Koordinate ein.
  3. Geben Sie den Winkel in Grad ein: positiv gegen den Uhrzeigersinn, negativ im Uhrzeigersinn.
  4. Wählen Sie Y+ berechnen und lesen Sie die transformierten Koordinaten sowie den unveränderten Betrag ab.

Häufig gestellte Fragen

Was bedeutet Y+ in diesem Rechner?

Y+ ist die transformierte Komponente in positiver Y-Richtung nach einer Drehung des Koordinatensystems. Sie wird mit y′ = x sin θ + y cos θ berechnet.

Berechnet dieser Rechner den wandbezogenen y-plus-Wert für CFD?

Nein, diese Seite führt Koordinaten- und Vektortransformationen aus. Der wandbezogene y-plus-Wert in CFD verwendet stattdessen Fluiddichte, Reibungsgeschwindigkeit, Wandabstand und Viskosität.

Warum bleibt der Vektorbetrag gleich?

Eine Drehung verändert die Richtung, nicht die Länge. Die Drehmatrix ist orthogonal, daher ist √(x² + y²) gleich √(x′² + y′²).

Kann ich einen negativen Drehwinkel eingeben?

Ja, negative Winkel drehen den Vektor im Uhrzeigersinn. Positive Winkel entsprechen der üblichen mathematischen Konvention gegen den Uhrzeigersinn.

Welche Einheiten soll ich verwenden?

Sie können jede Längen- oder Komponenteneinheit verwenden, solange X und Y dieselbe Einheit haben. Die transformierten Koordinaten und der Betrag behalten diese Einheit bei.