Момент от формула на инерция и други формули на физиката

Най- момент на инерция на обект е числова стойност, която може да се изчисли за всяко твърдо тяло, което е подложено на физическо въртене около неподвижна ос. Тя се основава не само на физическата форма на обекта и неговото разпределение на масата, но и на специфичната конфигурация на това как обектът се върти. Така един и същ обект, въртящ се по различни начини, би имал различен инерционен момент във всяка ситуация.

Общата формула представлява най-основното концептуално разбиране на инерционния момент. По принцип за всеки въртящ се предмет моментът на инерция може да се изчисли, като се вземе разстоянието на всяка частица от оста на въртене (R в уравнението), квариране на тази стойност (това е R2 термин) и го умножаваме по пъти маса от тази частица. Вие правите това за всички частици, които съставляват въртящия се обект и след това добавяте тези стойности заедно, и това дава инерционния момент.

Следствието на тази формула е, че един и същ обект получава различен инерционен момент, в зависимост от това как се върти. Нова ос на въртене завършва с различна формула, дори физическата форма на обекта да е същата.

instagram viewer

Тази формула е най-грубият подход за изчисляване на инерционния момент. Останалите предоставени формули обикновено са по-полезни и представляват най-често срещаните ситуации, в които се сблъскват физиците.

Общата формула е полезна, ако обектът може да се третира като съвкупност от дискретни точки, които могат да бъдат добавени. За по-сложен обект обаче може да е необходимо да се приложи смятане за да вземете интеграла върху цял обем. Променливата R е радиусът вектор от точката до оста на въртене. Формулата р(R) е функцията на плътност на масата във всяка точка R:

Твърда сфера, въртяща се по ос, която минава през центъра на сферата, с маса М и радиус R, има инерционен момент, определен по формулата:

Куха сфера с тънка, пренебрежима стена, въртяща се по оста, минаваща през центъра на сферата, с маса М и радиус R, има инерционен момент, определен по формулата:

Твърд цилиндър, въртящ се по оста, която минава през центъра на цилиндъра, с маса М и радиус R, има инерционен момент, определен по формулата:

Кух цилиндър с тънка, пренебрежима стена, въртяща се по оста, минаваща през центъра на цилиндъра, с маса М и радиус R, има инерционен момент, определен по формулата:

Кух цилиндър с въртяща се ос, която минава през центъра на цилиндъра, с маса М, вътрешен радиус R1и външен радиус R2, има инерционен момент, определен по формулата:

Забележка: Ако сте взели тази формула и зададете R1 = R2 = R (или, по-подходящо, прие математическата граница като R1 и R2 приближете се до общ радиус R), бихте получили формулата за момента на инерцията на кух цилиндър с тънки стени.

Тънка правоъгълна плоча, въртяща се по ос, перпендикулярна на центъра на плочата, с маса М и странични дължини а и б, има инерционен момент, определен по формулата:

Тънка правоъгълна плоча, въртяща се по оста по единия ръб на плочата, с маса М и странични дължини а и б, където а е разстоянието, перпендикулярно на оста на въртене, има инерционен момент, определен по формулата:

Тънък прът, въртящ се по ос, която преминава през центъра на пръта (перпендикулярно на дължината му), с маса М и дължина L, има инерционен момент, определен по формулата:

Тънка пръчка, въртяща се по ос, която минава през края на пръта (перпендикулярна на дължината му), с маса М и дължина L, има инерционен момент, определен по формулата: