一质量均匀分布的细棒,质量为m,长度为L,相对通过其中心且与棒垂直的转轴的转动惯量等于多少?而相对其
一质量为m, 长为l均匀细长棒,求通过棒中心并与棒垂直的轴的转动惯量为mL2/12。
设棒的线密度为α,取一距离转轴OO'为r处的质量元dm=αdr,dJ=r²dm=αr²dr
转轴过中心垂直于棒J=1/12ml²
转轴过端点垂直于棒J=1/3ml²。
扩展资料:
转动惯量在旋转动力学中的角色相当于线性动力学中的质量,可形式地理解为一个物体对于旋转运动的惯性,用于建立角动量、角速度、力矩和角加速度等数个量之间的关系。
其量值取决于物体的形状、质量分布及转轴的位置。刚体的转动惯量有着重要的物理意义,在科学实验、工程技术、航天、电力、机械、仪表等工业领域也是一个重要参量。
参考资料来源:
百度百科-转动惯量
假设我们有公式,正方形的转动惯量为 J=kma^2
这个时候我们把正方形等分成4个小正方形,根据公式可得如果小正方形绕着自己的重心转,那么小正方形的转动惯量为 j=k(m/4)*(a/2)^2
根据 惠更斯-史丹纳定理(平行轴定理)可得,如果小正方形绕着大正方形的重心转的话其转动惯量就是 (小正方形重心到转轴的距离是L,质量是m/4)
I=j+(m/4)L^2
几何上分析一下得到 L=(根号2)*a/4
我们可以得到大正方形的转动惯量为 4*I
4*I=J
4j+4*(m/4)L^2=kma^2
4 * k(m/4)*(a/2)^2+4*(m/4)L^2=kma^2
(kma^2) /4 +mL^2= kma^2 。。。。。。 L=(根号2)*a/4
(ma^2)/8=0.75*kma^2
1/8=0.75k
k=1/6
所以我们得到正方形转动惯量的公式为J=(1/6)ma^2
一、设相对通过其中心且与棒垂直的转轴的转动惯量是 I1,单位长度的质量是m0(m0=m / L )
由于棒的两边对中间轴是对称的,所以
I1=2 * ∫ (m0*r^2 )dr ,r 的积分区间是从0到(L / 2)
得 I1=2*m0*r^3 / 3
将对应的积分区间代入上式,得 I1=2*m0*( L / 2 )^3 / 3=m * L^2 / 12
二、设相对其端点且与棒垂直的转轴的转动惯量是 I2
则 I2=∫ (m0*r^2 )dr ,r 的积分区间是从0到 L
得 I2=m0*r^3 / 3
将对应的积分区间代入上式,得 I2=m0*L^3 / 3=m*L^2 / 3
,,1\12mL^2 1\3mL^2
答:一、设相对通过其中心且与棒垂直的转轴的转动惯量是 I1,单位长度的质量是m0(m0=m / L )由于棒的两边对中间轴是对称的,所以 I1=2 * ∫ (m0*r^2 )dr,r 的积分区间是从0到(L / 2)得 I1=2*m0*r^3 / 3 将对应的积分区间代入上式,得 I1=2*m0*( L / 2 )^3 /...
答:所以ω=V/(L/2)=√gL/(L/2)=2√g/L
答:一、设相对通过其中心且与棒垂直的转轴的转动惯量是 I1,单位长度的质量是m0(m0=m / L )由于棒的两边对中间轴是对称的,所以 I1=2 * ∫ (m0*r^2 )dr,r 的积分区间是从0到(L / 2)得 I1=2*m0*r^3 / 3 将对应的积分区间代入上式,得 I1=2*m0*( L / 2 )^3 / 3...
答:其计算方法如下:质量为线分布dmdl质量为面分布dmds质量为体分布dmdVJ与质量大小、质量分布、转轴位置有关演示程序:影响刚体转动惯量的因素例题1求质量为m,长为l的均匀细棒对下面转轴的转动惯量:(1)转轴通过棒的中心并和棒垂直;(2)转轴通过棒的一端并和棒垂直。解:(1)在棒上离轴x处,取一长...
答:如图。
答:解题过程如下图:
答:一是根据垂直轴定理积分。二是根据垂直轴定理积分。无论哪种方法,都需要运用均匀细棒绕垂直于自身中心的。转动惯量公式 mL²/12。主要优势:一个物体以角速度ω绕固定轴z轴的转动同样可以视为以同样的角速度绕平行于z轴且通过质心的固定轴的转动。也就是说,绕z轴的转动等同于绕过质心的平行轴...
答:这个摩擦力属于滑动摩擦力,方向为与运动方向反向。即切向。径向的向心力由木棒内部的应力提供。与摩擦力无关。因为质量均匀分布,所以压力和摩擦力也均匀分布,摩擦力矩为:1umgL/2
答:左半部分m1*(L/2)^2/3 质点m*(L/2)^2 右半部分m2*(L/2)^2/12+m2*(L/2+L/4)^2 三部分相加就OK
答:几何中心上。对于质量均匀分布的球体,其重心位于球心,对于质量均匀分布的细棒,其重心位于棒的中点,对于质量均匀分布的矩形薄板,其重心位于其几何中心,这是因为物体的重心与其质量分布和形状有关,而质量均匀分布、形状规则的物体,其质量分布是均匀的,因此其重心就在其几何中心上。