慣性モーメントとは

慣性モーメントとは、回転する物体の速度を変化させるために必要な力のことです。 すべての回転オブジェクトには、軸、またはそれらが回転する点があります。 一部のオブジェクトは、この回転の速度を変更するために他のオブジェクトよりも大きな力を必要とします。 回転速度を簡単に変更できるものは慣性モーメントが低く、変更が難しいものは高い慣性モーメントを持っています。

この概念は、1730年にスイスの数学者であり物理学者のレオンハルトオイラーによって初めて導入されました。彼は、 Theoria Motus Corporum Solidorum Seu RigidorumまたはTheory of the Motion of Solid or Rigid Bodyのタイトルの本に彼の理論を発表しました。 計算に使用される式はI = km r2です 。ここで、 Iは慣性モーメント、 kは物体の形状に依存する慣性定数、 mは質量、 rは軸と回転質量の間の距離です。 。 見た目が一定ではない、扱いにくい形状の体の場合、一連の実験が速度の決定に役立ちます。

一般的な例は、回転しているアイススケーターを考えることです。 スケーターがスピンを開始すると、彼女は腕を伸ばして体から離れてゆっくりとスピンします。 スピンの終わりに達すると、彼女は腕を挟み込み、フレームを締めて、彼女がより速くスピンするようにします。 彼女は質量を軸の近くに統合し、慣性モーメントを減らし、素早くスピンするために必要な労力を減らしました。 力の変化なしで、彼女は回転速度を加速することができます。

この測定には多くの実用的なアプリケーションがあります。 自動車メーカーはそれを注意深く研究して、自動車が制御不能になる速度を判断します。 目標は、スピンで車がコントロールを失う可能性が低くなるように高いモーメントを作成することです。

多くのスポーツもこの概念を使用しており、ゴルフ、野球、ダイビングがリストのトップです。 ダイバーは、移動を完了してシームレスに水に入るために、どの角度を使用して最低モーメントと最速スピンを作成できるかを懸念しています。 野球選手とゴルファーは両方とも、スムーズで効果的なスイングを作成し、筋肉を過度に使用せずに遠くまで飛ばすために必要な正しい角度と力でボールを打つように働きます。