轉動慣量怎麼求?

General 更新 2023年10月15日

轉動慣量怎麼算

轉動慣量等於組成物體的各質元(質點)的質量和它到轉動軸距離平方的乘積的總和。

即 J=m1*r1^2+m2*r2^2+m3*r3^2+......=∑m稜*ri^2=∫ r^2*dm

不同的物體以及對不同的轉動軸,求得的轉動慣量一般是不相等的。

轉動慣量怎麼求???

您好 對於細杆

當迴轉軸過杆的中點並垂直於杆時;J=m(L^2)/12

其中m是杆的質量,L是杆的長度。

當迴轉軸過杆的端點並垂直於杆時:J=m(L^2)/3

其中m是杆的質量,L是杆的長度。

對於圓柱體

當迴轉軸是圓柱體軸線時;J=m(r^2)/2

其中m是圓柱體的質量,r是圓柱體的半徑。

對於細圓環

當迴轉軸通過中心與環面垂直時,J=mR^2;

當迴轉軸通過邊緣與環面垂直時,J=2mR^2;

R為其半徑

對於薄圓盤

當迴轉軸通過中心與盤面垂直時,J=﹙1/2﹚mR^2;

當迴轉軸通過邊緣與盤面垂直時,J=﹙3/2﹚mR^2;

R為其半徑

對於空心圓柱

當迴轉軸為對稱軸時,J=﹙1/2﹚m[(R1)^2+(R2)^2];

R1和R2分別為其內外半徑。

對於球殼

當迴轉軸為中心軸時,J=﹙2/3﹚mR^2;

當迴轉軸為球殼的切線時,J=﹙5/3﹚mR^2;

R為球殼半徑。

對於實心球體

當迴轉軸為球體的中心軸時,J=﹙2/5﹚mR^2;

當迴轉軸為球體的切線時,J=﹙7/5﹚mR^2;

R為球體半徑

對於立方體

當迴轉軸為其中心軸時,J=﹙1/6﹚mL^2;

當迴轉軸為其稜邊時,J=﹙2/3﹚mL^2;

當迴轉軸為其體對角線時,J=(3/16)mL^2;

L為立方體邊長。

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只知道轉動慣量的計算方式而不能使用是沒有意義的。下面給出一些(繞定軸轉動時)的剛體動力學公式。

角加速度與合外力矩的關係:

角加速度與合外力矩

式中M為合外力矩,β為角加速度。可以看出這個式子與牛頓第二定律是對應的。 角動量:

角動量

剛體的定軸轉動動能:

轉動動能

注意這只是剛體繞定軸的轉動動能,其總動能應該再加上質心動能。

只用E=(1/2)mv^2不好分析轉動剛體的問題,是因為其中不包含剛體的任何轉動信息,裡面的速度v只代表剛體的質心運動情況。由這一公式,可以從能量的角度分析剛體動力學的問題。

轉動慣量(Moment of Inertia)是剛體繞軸轉動時慣性(迴轉物體保持其勻速圓周運動或靜止的特性)的量度,用字母I或J表示。其量值取決於物體的形狀、質量分佈及轉軸的位置。轉動慣量只決定於剛體的形狀、質量分佈和轉軸的位置,而同剛體繞軸的轉動狀態(如角速度的大小)無關。形狀規則的勻質剛體,其轉動慣量可直接用公式計算得到。而對於不規則剛體或非均質剛體的轉動慣量,一般通過實驗的方法來進行測定,因而實驗方法就顯得十分重要。轉動慣量的表達式為I=∑ mi*ri^2,若剛體的質量是連續分佈的,則轉動慣量的計算公式可寫成I=∫r^2dm=∫r^2ρdV(式中mi表示剛體的某個質元的質量,ri表示該質元到轉軸的垂直距離,ρ表示該處的密度,求和號(或積分號)遍及整個剛體。)轉動慣量的量綱為L^2M,在SI單位制中,它的單位是kg·m^2。

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平行軸定理:設剛體質量為m,繞通過質心轉軸的轉動慣量為Ic,將此軸朝任何方向平行移動一個距離d,則繞新軸的轉動慣量I為:

I=Ic+md^2

這個定理稱為平行軸定理。

一個物體以角速度ω繞固定軸z軸的轉動同樣可以視為以同樣的角速度繞平行於z軸且通過質心的固定軸的轉動。也就是說,繞z軸的轉動等同於繞過質心的平行軸的轉動與質心的轉動的疊加

垂直軸定理

垂直軸定理:一個平面剛體薄板對於垂直它的平面的軸的轉動慣量,等於繞平面內與垂直軸相交的任意兩正交軸的轉動慣量之和。

垂直軸定理

表達式: Iz=I......

剛體的轉動慣量是怎麼個具體求法?拜託了

樓主的問題涉及到幾個方面:1、剛體剛體,就是 rigid body,就是形狀不能改變,自然地,質量總數不能變,連質量的分佈規律都不能改變。剛體的數學定義是,在運動中,任何兩點之間的距離保持不變。2、轉動慣量 moment of inertia一個物體的質量是固定的,但是轉動慣量卻不是,對於不同的點,有不同的轉動慣量;對於不同的點,也就可能有不同的轉動角速度、角加速度、角動量。轉動慣量,是指一個質量為m的物體,最轉動中心的慣性;這個慣性,既跟轉動物體的質量成正比,又跟距離的平方成反比。轉動慣量一般用 I 表示,是 i 的大寫平動跟轉動的對比:平動動能 = ½ mv² = (½) 乘以 (平動慣量 m) 乘以 平動線速度的平方;轉動動能 = ½ Iω² = (½) 乘以 (轉動慣量 I) 乘以 轉動角速度的平方。

3、力矩 moment改變一個物體的轉動加速度、角動量的不是力,力只能產生加速度;力矩才能產生角加速度;即使合外力為0,對質心不產生加速度,但是對物體卻可能產生角加速度。另外要注意的是:A、角動量守恆,就是動量矩守恆,角動量就是動量矩;不同的教師,不同先習慣,最可惡的是有些教師,並不揭穿它們。B、一些教工程的教師,喜歡另外取名,合力不叫合力,叫主矢;合力矩叫主矩、、、、儘管他們講得口沫橫飛、聲嘶力竭,其實是毫無必要的攪局,實屬文字遊戲、無病呻吟。

下面提供一份總結,跟幾個計算實例,供樓主參考。

轉動慣量的概念,仔細思考,仔細計算一些實例,一通就通。

如有疑問,歡迎追問,有問必答,直至滿意。

下面的圖片,均可點擊放大,圖片更加清晰。

對於圓錐:

如何求整個系統的轉動慣量

系統對某軸的轉動慣量 等於 系統內 各個物體對 該軸的轉動慣量的和。

轉動慣量怎麼求?

轉動慣量怎麼求?

請詳細的描敘問題

圓盤的轉動慣量怎麼求,給出過程

可以先取一個寬度為dx的環形微元dm,計算環形微元相對於轉軸的轉動慣量,然後對整個圓盤從0到R對dx做積分。具體計算如下圖。

怎樣記轉動慣量公式

其實,在我個人看來,轉動慣量和質量是一樣的。質量是阻止力對其產生線加速度,轉動慣量則是阻止力矩產生角加速度。給分吧,同學,我的大學老師都說這種想法非常好。

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