轉(zhuǎn)動慣量計(jì)算公式是什么

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    轉(zhuǎn)動慣量是大學(xué)物理中一個十分重要的知識點(diǎn)。下面是由出國留學(xué)網(wǎng)編輯為大家整理的“轉(zhuǎn)動慣量的定義以及計(jì)算公式”,僅供參考,歡迎大家閱讀本文。
    轉(zhuǎn)動慣量
    轉(zhuǎn)動慣量(Moment of Inertia),又稱質(zhì)量慣性矩,簡稱慣距,是經(jīng)典力學(xué)中物體繞軸轉(zhuǎn)動時慣性的量度,常用用字母I或J表示。轉(zhuǎn)動慣量的SI單位為kg·m2。對于一個質(zhì)點(diǎn),I=mr2,其中,m是其質(zhì)量,r是質(zhì)點(diǎn)和轉(zhuǎn)軸的垂直距離。
    和線性動力學(xué)中的質(zhì)量相類似,在旋轉(zhuǎn)動力學(xué)中,轉(zhuǎn)動慣量的角色相當(dāng)于物體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的慣性,可用于建立角動量、角速度、力矩和角加速度等數(shù)個量之間的關(guān)系。
    對于規(guī)則物體,其轉(zhuǎn)動慣量可以按照相應(yīng)公式直接計(jì)算;對于外形復(fù)雜和質(zhì)量分布不均的物體,轉(zhuǎn)動慣量可通過實(shí)驗(yàn)方法來測定。實(shí)驗(yàn)室中最常見的轉(zhuǎn)動慣量測試方法為三線擺法。
    轉(zhuǎn)動慣量計(jì)算公式
    1、對于細(xì)桿:
    當(dāng)回轉(zhuǎn)軸過桿的中點(diǎn)(質(zhì)心)并垂直于桿時I=mL2/I2;其中m是桿的質(zhì)量,L是桿的長度。當(dāng)回轉(zhuǎn)軸過桿的端點(diǎn)并垂直于桿時I=mL2/3;其中m是桿的質(zhì)量,L是桿的長度。
    2、對于圓柱體:
    當(dāng)回轉(zhuǎn)軸是圓柱體軸線時I=mr2/2;其中m是圓柱體的質(zhì)量,r是圓柱體的半徑。
    3、對于細(xì)圓環(huán):
    當(dāng)回轉(zhuǎn)軸通過環(huán)心且與環(huán)面垂直時,I=mR2;當(dāng)回轉(zhuǎn)軸通過環(huán)邊緣且與環(huán)面垂直時,I=2mR2;I=mR2/2沿環(huán)的某一直徑;R為其半徑。
    4、對于立方體:
    當(dāng)回轉(zhuǎn)軸為其中心軸時,I=mL2/6;當(dāng)回轉(zhuǎn)軸為其棱邊時I=2mL2/3;當(dāng)回轉(zhuǎn)軸為其體對角線時,I=3mL2/16;L為立方體邊長。
    5、對于實(shí)心球體:
    當(dāng)回轉(zhuǎn)軸為球體的中心軸時,I=2mR2/5;當(dāng)回轉(zhuǎn)軸為球體的切線時,I=7mR2/5;R為球體半徑。