刚体转动惯量与哪些因素有关

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-08-31
刚体转动惯量与哪些因素有关?

刚体的转动惯量是与下列三个因素有关:
(1)与刚体的质量有关.
例如半径相同的两个圆柱体,而它们的质量不同,显然,对于相应的转轴,质量大的转动惯量也较大.
(2)在质量一定的情况下,与质量的分布有关.
例如,质量相同、半径也相同的圆盘与圆环,二者的质量分布不同,圆环的质量集中分布在边缘,而圆盘的质量分布在整个圆面上,所以,圆环的转动惯量较大.
(3)还与给定转轴的位置有关,即同一刚体对于不同的转轴,其转动惯量的大小也是不等的.
例如,同一细长杆,对通过其质心且垂直于杆的转轴和通过其一端且垂直于杆的转轴,二者的转动惯量不相同,且后者较大.
这是由于转轴的位置不同,从而也就影响了转动惯量的大小.
转动惯量(moment
of
inertia)是刚体绕轴转动时惯性(回转物体保持其匀速圆周运动或静止的特性)的量度,用字母i或j表示。在经典力学中,转动惯量(又称质量惯性矩,简称惯距)通常以i
或j表示,si
单位为
kg·m²。对于一个质点,i
=
mr²,其中
m
是其质量,r
是质点和转轴的垂直距离。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。

转动惯量只决定于刚体的形状、质量分布和转轴的位置,而同刚体绕轴的转动状态(如角速度的大小)无关。形状规则的匀质刚体,其转动惯量可直接用公式计算得到。

而对于不规则刚体或非均质刚体的转动惯量,一般通过实验的方法来进行测定,因而实验方法就显得十分重要。转动惯量应用于刚体各种运动的动力学计算中。
转动惯量的表达式为

若刚体的质量是连续分布的,则转动惯量的计算公式可写成

扩展资料:
转动惯量的相关定理
平行轴定理
平行轴定理:设刚体质量为m,绕通过质心转轴的转动惯量为Ic,,将此轴朝任何方向平行移动一个距离d,则绕新轴的转动惯量为:

这个定理称为平行轴定理。
垂直轴定理
垂直轴定理:一个平面刚体薄板对于垂直它的平面的轴的转动惯量,等于绕平面内与垂直轴相交的任意两正交轴的转动惯量之和。
表达式:

除以上两定理外,常用的还有伸展定则。伸展定则阐明,如果将一个物体的任何一点,平行地沿着一支直轴作任意大小的位移,则此物体对此轴的转动惯量不变。可以想像,将一个物体,平行于直轴地,往两端拉开。
在物体伸展的同时,保持物体任何一点离直轴的垂直距离不变,则伸展定则阐明此物体对此轴的转动惯量不变。伸展定则通过转动惯量的定义式就可以简单得到。
参考资料来源:百度百科——转动惯量

1、工程上的笼统说法:

转动惯量跟物体的质量有关,也跟回旋半径 gyration radius 有关。

2、物理上的笼统说法:
转动惯量跟质量分布有关。

具体来说,I = ∫ r²dm = ∫ ρr²dV。
转动惯量,既跟质量有关,更跟质量的密度分布有关;
在总质量确定的情况下,质量分布得离转动轴越远,转动惯量就越大。
跟有没有转动,跟角速度没有关系;角速度影响的是转动动能。

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    答:刚体的转动惯量与以下因素有关:1. 刚体的质量。质量是物体转动惯量的基本决定因素。质量越大,刚体在转动时具有的惯性也就越大,即转动惯量越大。2. 刚体的分布质量情况。即使质量相同,如果质量分布离旋转轴心的距离不同,转动惯量也会不同。质量离轴心越远,转动时产生的惯性力矩越大,因此转动惯量也...
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    答:1、与刚体的质量有关。例如半径相同的两个圆柱体,而它们的质量不同,显然,对于相应的转轴,质量大的转动惯量也较大。2、在质量一定的情况下,与质量的分布有关。例如,质量相同、半径也相同的圆盘与圆环,二者的质量分布不同,圆环的质量集中分布在边缘,而圆盘的质量分布在整个圆面上,所以,圆环的...
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    答:刚体的转动惯量与:刚体的质量、质量的分布、定转轴的位置等因素有关。转动惯量只决定于刚体的形状、质量分布和转轴的位置,而同刚体绕轴的转动状态(如角速度的大小)无关。形状规则的匀质刚体,其转动惯量可直接用公式计算得到。刚体是指在运动中和受力作用后,形状和大小不变,而且内部各点的相对位置...
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    答:转动惯量只决定于刚体的形状、质量分布和转轴的位置,而同刚体绕轴的转动状态(如角速度的大小)无关。形状规则的匀质刚体,其转动惯量可直接用公式计算得到。而对于不规则刚体或非均质刚体的转动惯量,一般通过实验的方法来进行测定,因而实验方法就显得十分重要。转动惯量应用于刚体各种运动的动力学计算中...
  • 转动惯量与哪些因素有关?
    答:刚体的转动惯量与哪些因素有关?答:1、原则上来说,转动惯量,moment of inertia:A、取决于转动物体的总质量,更取决于转动物体的质量分布;B、取决于转动物体的几何形状。说明:B不是完全独立的因素,因为形状改变了,质量密度的分布 自然而然地就会发生变化。2、楼主说的是刚体rigid body,所以在...
  • 刚体的转动惯量与哪些因素有关刚体的转动惯量与哪个因素有关
    答:1、转动惯量是刚体转动中惯性大小的量度。它取决于刚体的总质量、质量分布、形状大小和转轴位置。对于形状简单,质量均匀分布的刚体,可以通过数学方法计算出它绕特定转轴的转动惯量。2、但对于形状比较复杂,或质量分布不均匀的刚体,用数学方法计算其转动惯量是非常困难的,因而大多采用实验方法来测定。3、...
  • 刚体转动惯量与哪些因素有关
    答:有关。2、物理上的笼统说法:转动惯量跟质量分布有关。具体来说,I = ∫ r²dm = ∫ ρr²dV。转动惯量,既跟质量有关,更跟质量的密度分布有关;在总质量确定的情况下,质量分布得离转动轴越远,转动惯量就越大。跟有没有转动,跟角速度没有关系;角速度影响的是转动动能。
  • 物体的转动惯量与哪些因素有关
    答:转动惯量的单位:kg·m2 刚体的转动惯量与以下三个因素有关:(1)与刚体的体密度有关.(2)与刚体的几何形状及体密度的分布有关.(3)与转轴的位置有关.