Che cos'è il teorema dell'asse parallelo?
Il teorema dell'asse parallelo viene utilizzato in fisica per determinare il momento di inerzia di un oggetto mentre ruota attorno a qualsiasi asse. Il teorema afferma che esiste una relazione tra l'inerzia di un oggetto che ruota attorno al suo centro di gravità e un asse parallelo a questo centro. Questo teorema si applica a qualsiasi oggetto solido in rotazione, comprese le forme irregolari.
La resistenza di un oggetto al cambiamento di velocità o direzione di rotazione in termini di inerzia viene misurata dal teorema dell'asse parallelo. L'inerzia è la resistenza che un oggetto fisico mostra a un cambiamento nel suo stato di movimento. Quando un oggetto si muove in una direzione lineare, questa resistenza è rappresentata dalla massa di un oggetto. Nella dinamica rotazionale, quando si descrivono il momento angolare, la velocità angolare, la coppia e l'accelerazione angolare, questa resistenza viene chiamata momento d'inerzia.
Per quanto riguarda gli oggetti regolari, come sfere, barre e cilindri, il momento di inerzia può essere risolto usando semplici formule, specifiche della forma di questi oggetti. Per forme irregolari, il momento di inerzia può essere risolto utilizzando il calcolo, che consente l'uso di variabili continue. In una forma irregolare, la rotazione dell'oggetto attorno ad un asse comporta una distribuzione continua della massa. In un oggetto non simmetrico, la massa non verrà distribuita uniformemente mentre ruota, il che significa che per risolvere il suo momento di inerzia sarà necessario utilizzare più variabili. Il momento d'inerzia è una variabile nell'equazione del teorema dell'asse parallelo.
La minima quantità di forza necessaria per modificare la velocità o la direzione di un oggetto attorno al suo centro di massa è il suo momento di inerzia. Il centro di massa, noto anche come centro di gravità, è il punto in un oggetto in cui la massa è bilanciata uniformemente su tutti i lati. Ad esempio, una sega avrà un centro di massa al centro della tavola, che può essere dimostrato bilanciando la tavola su un punto di articolazione posizionato al centro. Se un adulto e un bambino piccolo vengono posizionati alle estremità opposte della sega circolare, il centro di massa si sposterà verso l'adulto, fino a quando la massa totale sarà uniforme su entrambi i lati.
Nel teorema dell'asse parallelo, il momento di inerzia per qualsiasi asse parallelo all'asse al centro della massa può essere indicato con una singola formula. L'inerzia dell'asse parallelo è uguale all'inerzia del centro di massa più la massa punto dell'oggetto moltiplicata per il quadrato della distanza tra il centro di massa e l'asse parallelo. Questa formula è valida per qualsiasi corpo rigido che ruota attorno ad un asse.