Qu'est-ce qu'un moment d'inertie?
Un moment d'inertie fait référence à la force nécessaire pour qu'un objet en rotation change de vitesse. Tous les objets en rotation ont un axe ou un point autour duquel ils pivotent. Certains objets nécessitent plus de force pour modifier la vitesse de cette rotation que d’autres. Ceux qui changeront de vitesse de rotation ont facilement un moment d'inertie faible, tandis que ceux qui sont difficiles à changer ont un moment d'inertie élevé.
Ce concept a été introduit pour la première fois par le mathématicien et physicien suisse Leonhard Euler en 1730. Il a publié sa théorie dans un livre intitulé Theoria Motus Corporum Solidorum Seu Rigidorum ou théorie du mouvement des corps solides ou rigides . La formule utilisée pour le calculer est I = km r2 , dans laquelle I est égal au moment d'inertie, k est égal à la constante d'inertie qui dépend de la forme de l'objet, m est égal à la masse et r est égal à la distance entre l'axe et la masse en rotation. . Pour les corps de forme inconfortable et sans constante apparente, une série d'expériences peut aider à déterminer le taux.
Un exemple courant est de penser à un patineur sur glace qui tourne. Alors que la patineuse commence une rotation, elle tend les bras et s’éloigne de son corps pour créer une rotation lente. Quand elle atteint la fin de la vrille, elle rentre ses bras et resserre son cadre, la faisant tourner beaucoup plus rapidement. Elle a consolidé sa masse plus près de l'axe, réduit son moment d'inertie et réduit l'effort nécessaire pour tourner rapidement. Sans aucun changement de force, elle est capable d’accélérer sa vitesse de rotation.
Il existe de nombreuses applications pratiques pour cette mesure. Les constructeurs automobiles l’étudient avec soin pour déterminer la vitesse à laquelle une voiture deviendra incontrôlable. L’objectif est de créer un moment fort afin que la voiture soit moins susceptible de perdre le contrôle en vrille.
De nombreux sports utilisent également le concept, avec le golf, le baseball et la plongée en tête de liste. Les plongeurs s’intéressent aux angles qu’ils peuvent utiliser pour créer le moment le plus bas et l’effet le plus rapide afin de compléter le mouvement et de pénétrer de manière transparente dans l’eau. Les joueurs de baseball et les golfeurs s’efforcent de créer une frappe efficace et en douceur, de frapper la balle avec les angles appropriés et avec la force nécessaire pour la faire voler loin sans utiliser de force musculaire excessive.