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剛體轉動慣量公式

欄目: 心理 / 發佈於: / 人氣:2.55W
剛體轉動慣量公式

1、剛體剛體,就是 rigid body,就是形狀不能改變,自然地,質量總數不能變,連質量的分佈規律都不能改變。剛體的數學定義是,在運動中,任何兩點之間的距離保持不變。

2、轉動慣量 moment of inertia一個物體的質量是固定的,但是轉動慣量卻不是,對於不同的點,有不同的轉動慣量對於不同的點,也就可能有不同的轉動角速度、角加速度、角動量。轉動慣量,是指一個質量為m的物體,最轉動中心的慣性

這個慣性,既跟轉動物體的質量成正比,又跟距離的平方成反比。轉動慣量一般用 I 表示,是 i 的大寫平動跟轉動的對比:平動動能 = ½ mv² = (½) 乘以 (平動慣量 m) 乘以 平動線速度的平方轉動動能 = ½ Iω² = (½) 乘以 (轉動慣量 I) 乘以 轉動角速度的平方。

3、力矩 moment改變一個物體的轉動加速度、角動量的不是力,力只能產生加速度力矩才能產生角加速度即使合外力為0,對質心不產生加速度,但是對物體卻可能產生角加速度。另外要注意的是:A、角動量守恆,就是動量矩守恆,角動量就是動量矩。

對於圓錐:

擴展資料:

轉動慣量的常用公式

式中Ix,Iy,Iz分別代表剛體對x,y,z三軸的轉動慣量.

式中m表示剛體的某個質元的質量,r表示該質元到轉軸的垂直距離,ρ表示該處的密度,求和號(或積分號)遍及整個剛體。)

剛體轉動慣量公式

令現在有一個質量分佈均勻的矩形剛體,其長寬分別為a,b質量為m,其質心在這個矩形的幾何中心

先假定一個軸過質心,矩形繞過質心的軸轉動

以質心為座標原點建立座標系x-y,x軸平行與長.

根據轉動慣量計算公式

J=積分(p^2*dm).(1)

其中積分的上下屆分別為,x從-a/2到a/2,y從-b/2到b/2 p為某點到質心的距離

p=二次根號(x^2+y^2).(2)

dm=m/(a*b)*dxdy.(3)

把(2),(3)帶入(1)並求出積分可以得到,剛體繞過質心的軸的轉動慣量為

J=(1/12)*m*(a^2+b^2)

由於題目上面要我們求的是繞一個角點轉動的轉動慣量

因此由平行軸定理可以得到,令剛體繞一個角點的轉動慣量為J0

那麼,J0=J+m*d^2.(5)

其中J為繞過質心的軸旋轉的轉動慣量,d為繞角點的軸與繞質心的軸這兩個軸的距離d=0.5*二次根號(a^2+b^2)

解答(5)可以得到

J0=(1/3)*m*(a^2+b^2)