转动惯量公式

一般公式代表了对惯性矩最基本的概念性理解。基本上,对于任何旋转物体,转动惯量可以通过计算每个粒子到旋转轴的距离(方程式中的r),平方该值(这是r2项),然后乘以该粒子的质量来计算。对构成旋转对象的所有粒子执行此操作,然后将这些值相加,得到惯性矩。...

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通式

I-sub-P equals the sum of i from 1 to N of the quantity m-sub-i times r-sub-i squared

一般公式代表了对惯性矩最基本的概念性理解。基本上,对于任何旋转物体,转动惯量可以通过计算每个粒子到旋转轴的距离(方程式中的r),平方该值(这是r2项),然后乘以该粒子的质量来计算。对构成旋转对象的所有粒子执行此操作,然后将这些值相加,得到惯性矩。

该公式的结果是,同一物体根据其旋转方式获得不同的惯性矩值。新的旋转轴以不同的公式结束,即使对象的物理形状保持不变。

该公式是计算惯性矩的最“强力”方法。提供的其他公式通常更有用,代表物理学家遇到的最常见情况。

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积分公式

如果可以将对象视为可以相加的离散点集合,则通用公式非常有用。然而,对于一个更复杂的物体,可能需要应用微积分对整个体积进行积分。变量r是从点到旋转轴的半径向量。公式p(r)是每个点r的质量密度函数:

I-sub-P equals the sum of i from 1 to N of the quantity m-sub-i times r-sub-i squared.

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实心球

实心球体在穿过球体中心的轴上旋转,质量为M,半径为R,其惯性矩由以下公式确定:

I = (2/5)先生2.

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空心薄壁球

一个空心球体,其薄壁可忽略不计,在穿过球体中心的轴上旋转,质量为M,半径为R,其惯性矩由以下公式确定:

I = (2/3)先生2.

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实心圆柱

在穿过圆柱体中心的轴上旋转的实心圆柱体,其质量为M,半径为R,其惯性矩由以下公式确定:

I = (1/2)先生2.

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空心薄壁圆筒

壁薄且可忽略的空心圆柱绕穿过圆柱中心的轴旋转,质量为M,半径为R,其惯性矩由以下公式确定:

I = 先生2.

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空心圆筒

在穿过圆柱体中心的轴上旋转的空心圆柱体,其质量为M,内半径为R1,外半径为R2,其惯性矩由以下公式确定:

I = (1/2)M(R1.2.+R2.2.)

注意:如果采用此公式并设置R1=R2=R(或者更恰当地说,将数学极限设为R1和R2​接近公共半径R),你会得到空心薄壁圆柱的惯性矩公式。

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矩形板,轴线穿过中心

在垂直于板中心的轴上旋转的矩形薄板,质量为M,边长为A和b,其惯性矩由以下公式确定:

I = (1/12)M(A.2.+B2.)

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矩形板,沿边缘的轴

沿着板的一个边缘在轴上旋转的矩形薄板,质量为M,边长为A和b,其中A是垂直于旋转轴的距离,其惯性矩由以下公式确定:

I = (1/3)文科硕士2.

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细长杆,轴穿过中心

细长杆在穿过杆中心(垂直于其长度)的轴上旋转,质量为M,长度为L,其惯性矩由以下公式确定:

I = (1/12)毫升2.

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细长杆,轴穿过一端

细长杆在穿过杆端(垂直于其长度)的轴上旋转,质量为M,长度为L,其惯性矩由以下公式确定:

I = (1/3)毫升2.

  • 发表于 2021-10-08 01:15
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  • 分类:物理

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