Mikä on inertin hetki fysiikassa?

hitausmomentti Kohteen kappale on laskettu mitta jäykälle rungolle, joka on liikkumassa kiertoliikkeessä kiinteän ympärillä akseli: toisin sanoen se mittaa, kuinka vaikeaa olisi muuttaa kohteen nykyistä pyörimisnopeutta. Tämä mittaus lasketaan perustuen massan jakautumiseen esineessä ja akselin sijaintiin, mikä tarkoittaa samalla esineellä voi olla hyvin erilaisia ​​hitausmomenttiarvoja riippuen akselin sijainnista ja suunnasta kierto.

käsitteellisesti hitausmomentti voidaan ajatella edustavan kohteen vastustusta muutokselle kulmanopeus, samalla tavalla kuin miten massa edustaa vastustusta nopeus liikkumattomassa liikkeessä, alle Newtonin liikelait. Hitauslaskennan hetki identifioi voiman, joka tarvittaisi esineen pyörimisen hidastamiseen, nopeuttamiseen tai pysäyttämiseen.

Kansainvälinen yksikköjärjestelmä (SI-yksikkö) hitausmomentti on yksi kilo neliömetriä kohti (kg-m²). Yhtälöissä sitä edustaa yleensä muuttuja minä tai minä_P (kuten esitetyssä yhtälössä).

Kuinka vaikeaa on tietyn esineen kiertäminen (siirrä sitä pyöreällä kuviolla kääntöpisteeseen nähden)? Vastaus riippuu esineen muodosta ja mihin esineen massa on keskittynyt. Joten esimerkiksi hitausmäärä (muutoksen vastus) on melko vähäinen pyörässä, jonka akseli on keskellä. Kaikki massa on jakautunut tasaisesti kääntöpisteen ympäri, joten pieni määrä pyörän vääntömomenttia oikeaan suuntaan saa sen muuttamaan nopeutta. Se on kuitenkin paljon vaikeampaa, ja mitattu hitausmomentti olisi suurempi, jos yrität kääntää samaa pyörää sen akselia vastaan ​​tai kiertää puhelinnapaa.

Kiinteän esineen ympäri pyörivän esineen hitausmomentti on hyödyllinen laskettaessa kahta avainmääriä pyörimisliikkeessä:

• pyörityksen kineettinen energia:K = Iω²
• Kulmainen momentti:L = Iω

Saatat huomata, että yllä olevat yhtälöt ovat erittäin samankaltaisia ​​kuin lineaarisen kineettisen energian ja vauhdin kaavat inertiamomentin kanssa "I" joukon paikka "m" ja kulmanopeus "ω" nopeuden sijaan "v", joka osoittaa jälleen samankaltaisuuksia eri käsitteiden välillä kiertyvässä liikkeessä ja perinteisemmissä lineaarisissa liiketapauksissa.

Tämän sivun grafiikka näyttää yhtälön kuinka laskea hitausmomentti sen yleisimmässä muodossa. Se koostuu periaatteessa seuraavista vaiheista:

• Mittaa etäisyys R mistä tahansa objektin hiukkasista symmetria-akseliin
• Suora etäisyys
• Kerro se neliö etäisyys kerralla hiukkasen massaan
• Toista kaikki objektin hiukkaset
• Lisää kaikki nämä arvot ylös

Erittäin peruskohteelle, jolla on selvästi määritelty määrä hiukkasia (tai komponentteja, jotka voivat olla) käsitelty hiukkasina), on mahdollista tehdä vain brutaalivoimalaskelma tästä arvosta yllä kuvatulla tavalla. Todellisuudessa suurin osa esineistä on kuitenkin niin monimutkaisia, että tämä ei ole erityisen mahdollista (vaikka jotkut fiksut tietokonekoodaukset voivat tehdä raa'an voiman menetelmän melko suoraviivaiseksi).

Sen sijaan on olemassa erilaisia ​​menetelmiä hitausmomentin laskemiseksi, jotka ovat erityisen hyödyllisiä. Useilla yleisillä esineillä, kuten pyörivillä sylintereillä tai palloilla, on hyvin määritelty hitausmomentti. On olemassa matemaattisia keinoja ratkaista ongelma ja laskea hitausmomentti kohteille, jotka ovat harvinaisempia ja epäsäännöllisempiä ja aiheuttavat siten enemmän haastetta.