转动惯量计算 |
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引言
人们为什么要提出转动惯量这个概念呢? 看下图,这个是一个单摆,下面挂着一个小球。 假设单摆质量为0;小球直径无穷小,是一个质点,这个时候我们如何求这个小球的动能呢? 很显然的,我们想到用 这里 这是因为我们把小球看作了质点,所以小球的速度只有一个,就是上面的公式。 当小球开始变大之后呢?小球不能看作一个质点了,因为小球本身每个点的速度都是不一样的。 看下面这个图片,我们在小球上面取两个点。然后可以看出来上面这个点的速度是 我们考虑到,既然小球是绕着定轴转动的,那么可不可以找到一个计算转动动能的公式呢? 我们把动能公式稍微变形,既然是转动,那么就是对应于角速度了,跟动能的公式进行对比。 不难得出,只要我们提出一个概念,让第一个小球的这个概念为 ,那么我们就可以通过转动计算出来小球的动能。 这个概念就是转动惯量 这是一个质点绕着距其长度为 那么如果不是质点呢?比如一个大圆盘子呢? 那么我们只需要把这个大圆盘子分解为无数个小的质点,然后分别计算其转动惯量再求和即可。 如下式: 有了上面对平动动能公式的变形,我们现在也能够理解这个公式是怎么来的了。 那么我们是不是可以将大部分的转动惯量计算出来了呢?很显然是的,接下来计算一下常见物体的转动惯量。 常见转动惯量计算 1.匀质细杆我们看下面这个匀质细杆,绕着一个端点转动。 假设他的线密度为 因此: 别的的话,以后有空再算。
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