Inertsivormi ja muude füüsikavalemite hetk

click fraud protection

inertsimoment Objekti väärtus on arvväärtus, mille saab arvutada iga jäiga keha korral, mille füüsiline pöörlemine toimub ümber fikseeritud telje. See põhineb mitte ainult objekti füüsilisel kuval ja selle massi jaotusel, vaid ka objekti pöörlemisviisi konkreetsel konfiguratsioonil. Nii et samal ja erineval viisil pöörleval objektil oleks igas olukorras erinev inertsimoment.

Üldvalem esindab inertsimomendi kõige põhilisemat kontseptuaalset mõistmist. Põhimõtteliselt on iga pöörleva objekti puhul hetk inerts saab arvutada iga osakese kauguse pöörlemisteljest (r võrrandis), selle väärtuse ruutumisel (see on r2 termin) ja korrutades selle kordaga mass sellest osakestest. Teete seda kõigi osakeste jaoks, mis moodustavad pöörleva objekti, ja lisate need väärtused siis kokku, ja see annab inertsimomendi.

Selle valemi tagajärg on see, et sama objekt saab erineva inertsimomendi väärtuse, sõltuvalt sellest, kuidas see pöörleb. Uus pöörlemistelg lõppeb erineva valemiga, isegi kui objekti füüsiline kuju jääb samaks.

instagram viewer

See valem on inertsimomendi arvutamisel kõige "jõhkrama jõu" lähenemisviis. Muud pakutavad valemid on tavaliselt kasulikumad ja esindavad kõige tavalisemaid olukordi, kuhu füüsikud satuvad.

Üldvalem on kasulik, kui objekti saab käsitleda diskreetsete punktide kogumina, mida saab liita. Üksikasjalikuma objekti puhul võib siiski olla vajalik kohaldada kalkulatsioon integraali võtmiseks kogu mahu ulatuses. Muutuja r on raadius vektor punktist pöördeteljele. Valem lk(r) on massi tiheduse funktsioon igas punktis r:

Tahke kera, mis pöörleb telje suhtes, mis läheb läbi kera keskpunkti, koos massiga M ja raadius R, inertsimoment on määratud järgmise valemiga:

Kera keskpunkti läbival teljel pöörlev õõnes kera, mille mass on mass M ja raadius R, inertsimoment on määratud järgmise valemiga:

Tahke silinder, mis pöörleb telje suhtes, mis läheb läbi silindri keskpunkti, massiga M ja raadius R, inertsimoment on määratud järgmise valemiga:

Õõnes, tühise seinaga õõnes silinder, mis pöörleb teljega, mis läbib silindri keskpunkti, massiga M ja raadius R, inertsimoment on määratud järgmise valemiga:

Õõnes silinder pöörleva teljega, mis läheb läbi silindri keskpunkti, massiga M, sisemine raadius R1ja väline raadius R2, inertsimoment on määratud järgmise valemiga:

Märge: Kui võtaksite selle valemi ja määraksite R1 = R2 = R (või, õigemini, võttis matemaatilise limiidi kujul: R1 ja R2 läheneda ühisele raadiusele R), saaksite õõnesseinalise silindri inertsimomendi valemi.

Õhuke ristkülikukujuline plaat, mis pöörleb teljega, mis on plaadi keskpunktiga risti, massiga M ja küljepikkused a ja b, inertsimoment on määratud järgmise valemiga:

Õhuke ristkülikukujuline plaat, mis pöörleb teljel piki plaadi ühte serva ja mille mass on M ja küljepikkused a ja b, kus a on pöördeteljega risti olev vahemaa, inertsimoment on määratud järgmise valemiga:

Õhuke varda pöörlev telg, mis läheb läbi varda keskpunkti (risti selle pikkusega), massiga M ja pikkus L, inertsimoment on määratud järgmise valemiga:

Õhuke varda pöörlev telg, mis läheb läbi varda otsa (risti selle pikkusega), massiga M ja pikkus L, inertsimoment on määratud järgmise valemiga:

instagram story viewer