轉動慣量與哪些因素有關
轉動慣量在旋轉動力學中的角色相當於線性動力學中的質量,可形式地理解為一個物體對於旋轉運動的慣性,那麼轉動慣量與哪些因素有關呢?
1、與剛體的質量有關。例如半徑相同的兩個圓柱體,而它們的質量不同,顯然,對於相應的轉軸,質量大的轉動慣量也較大。
2、在質量一定的情況下,與質量的分佈有關。例如,質量相同、半徑也相同的圓盤與圓環,二者的質量分佈不同,圓環的質量集中分佈在邊緣,而圓盤的質量分佈在整個圓面上,所以,圓環的轉動慣量較大。
3、還與給定轉軸的位置有關,即同一剛體對於不同的轉軸,其轉動慣量的大小也是不等的。例如,同一細長杆,對通過其質心且垂直於杆的轉軸和通過其一端且垂直於杆的轉軸,二者的轉動慣量不相同,且後者較大。這是由於轉軸的位置不同,從而也就影響了轉動慣量的大小。轉動慣量只決定於剛體的形狀、質量分佈和轉軸的位置,而同剛體繞軸的轉動狀態(如角速度的大小)無關。形狀規則的勻質剛體,其轉動慣量可直接用公式計算得到。而對於不規則剛體或非均質剛體的轉動慣量,通過實驗的方法來進行測定,因而實驗方法就顯得十分重要。
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