1樓:森海和你
對於形狀不變的轉動物體,(比如說陀螺),如果物體不受力,則永遠靜止或勻速轉動下去。這就是轉動的慣性。轉動慣量就是表示轉動慣性大小的物理量。
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。轉動慣量應用於剛體各種運動的動力學計算中。
質量轉動慣量
其量值取決於物體的形狀、質量分佈及轉軸的位置。剛體的轉動慣量有著重要的物理意義,在科學實驗、工程技術、航天、電力、機械、儀表等工業領域也是一個重要參量。
電磁系儀表的指示系統,因線圈的轉動慣量不同,可分別用於測量微小電流(檢流計)或電量(衝擊電流計)。在發動機葉片、飛輪、陀螺以及人造衛星的外形設計上,精確地測定轉動慣量,都是十分必要的。
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。轉動慣量應用於剛體各種運動的動力學計算中。
轉動慣量的表示式為
2樓:卓興富
物體如果不受力,則永遠保持靜止或者勻速直線運動下去。這是我們熟知的慣性定律。這個也叫平動慣性,它的大小用質量來表示。質量大的物體,平動慣性大。
對於形狀不變的轉動物體,(比如說陀螺),如果物體不受力,則永遠靜止或勻速轉動下去。這就是轉動的慣性。轉動慣量就是表示轉動慣性大小的物理量。
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。 在經典力學中,轉動慣量(又稱質量慣性矩,簡稱慣距)通常以i 或j表示,si 單位為 kg·m2。對於一個質點,i = mr2,其中 m 是其質量,r 是質點和轉軸的垂直距離。
轉動慣量在旋轉動力學中的角色相當於線性動力學中的質量,可形式地理解為一個物體對於旋轉運動的慣性,用於建立角動量、角速度、力矩和角加速度等數個量之間的關係。
3樓:匿名使用者
這樣說吧,這是描述一個轉動物體的慣性引數,類似物體的平動,也就是我們平時多見的f=ma 中的m,用來描述物體的慣性大小,這裡的轉動慣量也是如此,實際上是搭建和其他物理方程之間的橋樑,我們缺少這樣的參量,於是通過定性的描述建立了轉動慣量。
4樓:匿名使用者
轉動慣量(moment of inertia)是剛體轉動時慣性的量度,其量值取決於物體的形狀、質量分佈及轉軸的位置。剛體的轉動慣量有著重要的物理意義,在科學實驗、工程技術、航天、電力、機械、儀表等工業領域也是一個重要參量。電磁系儀表的指示系統,因線圈的轉動慣量不同,可分別用於測量微小電流(檢流計)或電量(衝擊電流計)。
在發動機葉片、飛輪、陀螺以及人造衛星的外形設計上,精確地測定轉動慣量,都是十分必要的。
5樓:神樞營參將
構件中各質點或質量單元的質量與其到給定軸線的距離平方乘積的總和,或者面積或剛體質量與一軸線位置相關聯的量,是面積微元或組成剛體的質量微元到某一指定軸線距離的二次方的乘積之積分
剛體轉動慣量的物理意義是什麼?它與什麼因素有關?
6樓:人蔘__苦短
轉動慣量物理意義是表徵物體轉動時候的慣性的物理量。轉動慣量的大小取決於剛體的密度、幾何形狀及轉軸的位置。對於不同的轉軸,物體的轉動慣量是不同的,過質心軸的轉動慣量最小。
轉動慣量的物理意義是什麼?影響他的因素有哪些?
7樓:bigan喜歡
構件中各質點或質量單元的質量與其到給定軸線的距離平方乘積的總和。
********************==簡單來說,就是說物體轉動是否困難,是否需要很大的驅動力(這樣的感覺)主要影響因素是質量的分佈,比如同樣的質量,環的轉動慣量比盤要大
8樓:百度使用者
主要影響因素有:質量、形狀、轉軸的位置等
9樓:匿名使用者
轉動慣量定義為:j=∑ mi*ri^2 (1)式中mi表示剛體的某個質點的質量,ri表示該質點到轉軸的垂直距離。
剛體轉動慣量的物理意義
10樓:匿名使用者
剛體繞軸轉動慣性的度量。其數值為j=∑ mi*ri^2,
式中mi表示剛體的某個質點的質量,ri表示該質點到轉軸的垂直距離。
;求和號(或積分號)遍及整個剛體。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。規則形狀的均質剛體,其轉動慣量可直接計得。
不規則剛體或非均質剛體的轉動慣量,一般用實驗法測定。轉動慣量應用於剛體各種運動的動力學計算中。
描述剛體繞互相平行諸轉軸的轉動慣量之間的關係,有如下的平行軸定理:剛體對一軸的轉動慣量,等於該剛體對同此軸平行並通過質心之軸的轉動慣量加上該剛體的質量同兩軸間距離平方的乘積。由於和式的第二項恆大於零,因此剛體繞過質量中心之軸的轉動慣量是繞該束平行軸諸轉動慣量中的最小者。
還有垂直軸定理: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。
表示式:iz=ix+iy
剛體對一軸的轉動慣量,可折算成質量等於剛體質量的單個質點對該軸所形成的轉動慣量。由此折算所得的質點到轉軸的距離 ,稱為剛體繞該軸的回轉半徑κ,其公式為_____,式中m為剛體質量;i為轉動慣量。
轉動慣量的量綱為l^2m,在si單位制中,它的單位是kg·m^2。
剛體繞某一點轉動的慣性由更普遍的慣量張量描述。慣量張量是二階對稱張量,它完整地刻畫出剛體繞通過該點任一軸的轉動慣量的大小。
補充對轉動慣量的詳細解釋及其物理意義:
先說轉動慣量的由來,先從動能說起大家都知道動能e=(1/2)mv^2,而且動能的實際物理意義是:物體相對某個系統(選定一個參考系)運動的實際能量,(p勢能實際意義則是物體相對某個系統運動的可能轉化為運動的實際能量的大小)。
e=(1/2)mv^2 (v^2為v的2次方)
把v=wr代入上式 (w是角速度,r是半徑,在這裡對任何物體來說是把物體微分化分為無數個質點,質點與運動整體的重心的距離為r,而再把不同質點積分化得到實際等效的r)
得到e=(1/2)m(wr)^2
由於某一個物件物體在運動當中的本身屬性m和r都是不變的,所以把關於m、r的變數用一個變數k代替,
k=mr^2
得到e=(1/2)kw^2
k就是轉動慣量,分析實際情況中的作用相當於牛頓運動平動分析中的質量的作用,都是一般不輕易變的量。
這樣分析一個轉動問題就可以用能量的角度分析了,而不必拘泥於只從純運動角度分析轉動問題。
為什麼變換一下公式就可以從能量角度分析轉動問題呢?
1、e=(1/2)kw^2本身代表研究物件的運動能量
2、之所以用e=(1/2)mv^2不好分析轉動物體的問題,是因為其中不包含轉動物體的任何轉動資訊。
3、e=(1/2)mv^2除了不包含轉動資訊,而且還不包含體現區域性運動的資訊,因為裡面的速度v只代表那個物體的質
心運動情況。
4、e=(1/2)kw^2之所以利於分析,是因為包含了一個物體的所有轉動資訊,因為轉動慣量k=mr^2本身就是一種積
分得到的數,更細一些講就是綜合了轉動物體的轉動不變的資訊的等效結果k=∑ mr^2 (這裡的k和上樓的j一樣)
所以,就是因為發現了轉動慣量,從能量的角度分析轉動問題,就有了價值。
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k=∑ mr^2=∫r^2dm=∫r^2σdv
其中dv表示dm的體積元,σ表示該處的密度,r表示該體積元到轉軸的距離。
補充轉動慣量的計算公式
轉動慣量和質量一樣,是迴轉物體保持其勻速圓周運動或靜止的特性,用字母j表示。
對於杆:
當迴轉軸過杆的中點並垂直於軸時;j=ml^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軸時:j=ml^2/3
其中m是杆的質量,l是杆的長度。
對與圓柱體:
當迴轉軸是圓柱體軸線時;j=mr^2/2
其中m是圓柱體的質量,r是圓柱體的半徑。
轉動慣量定理: m=jβ
其中m是扭轉力矩
j是轉動慣量
β是角加速度
例題:現在已知:一個直徑是80的軸,長度為500,材料是鋼材。計算一下,當在0.1秒內使它達到500轉/分的速度時所需要的力矩?
分析:知道軸的直徑和長度,以及材料,我們可以查到鋼材的密度,進而計算出這個軸的質量m,由公式ρ=m/v可以推出m=ρv=ρπr^2l.
根據在0.1秒達到500轉/分的角速度,我們可以算出軸的角加速度β=△ω/△t=500轉/分/0.1s
電機軸我們可以認為是圓柱體過軸線,所以j=mr^2/2。
所以m=jβ
=mr^2/2△ω/△t
=ρπr^2hr^2/2△ω/△t
=7.8*10^3 *3.14* 0.04^2 * 0.5 * 0.04^2 /2 * 500/60/0.1
=1.2786133332821888kg/m^2
單位j=kgm^2/s^2=n*m
11樓:第五凌風
轉動慣量是量度定軸剛體轉動慣性的物理量
12樓:匿名使用者
我覺的能問這個問題應該是個大學生吧,你可以去翻翻你的大學物理...上面有詳細的,
13樓:匿名使用者
類似於平動時的質量,反抗轉動
轉動慣量的意義是什麼
14樓:東海嚴昕
轉動慣量描述轉動中的慣性大小,
相當於質點動力學中的質量
15樓:
物體要克服多大得力,才能轉起來
是衡量物體轉動的難易
為了和si,國際單位制匹配
16樓:匿名使用者
因為動能的定義式中是e=1/2*mv^2,將速度換成角速度後e=1/2*mw^2*r^2,而我們討論繞定軸轉動的剛體的運動慣量時,角速度是相等的,所以j定義為mr^2
在討論剛體轉動問題時涉及到角動量的問題時,就會用到運動慣量,它的作用類似於動量問題裡的質量
轉動慣量有什麼實際的意義
17樓:匿名使用者
質量有什麼意義?可以反映出物體平動狀態下的慣性:質量越大,則慣性越大,即越難改變它的平動狀態(同樣從靜止開始,質量大的物體比質量小的物體更難於被加速)。
同樣,轉動慣量反映出物體轉動狀態下的慣性:轉動慣量大的物體的角速度更難於被改變。
當然,轉動慣量與質量也有很大不同:轉動慣量不僅與質量分佈有關,也與轉軸的位置有關,也就是說,轉動慣量的要求更多一些。
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