Wat is moment van inertie?

Een traagheidsmoment verwijst naar de kracht die nodig is om een ​​roterend voorwerp van snelheid te laten veranderen. Alle roterende objecten hebben een as of een punt waar ze om roteren. Sommige objecten vereisen meer kracht om de snelheid van deze rotatie te veranderen dan andere. Degenen die hun rotatiesnelheid gemakkelijk veranderen, hebben een laag traagheidsmoment, terwijl degenen die moeilijk te veranderen zijn, een hoge hebben.

Dit concept werd voor het eerst geïntroduceerd door de Zwitserse wiskundige en natuurkundige Leonhard Euler in 1730. Hij publiceerde zijn theorie in het boek getiteld, Theoria Motus Corporum Solidorum Seu Rigidorum of Theory of the Motion of Solid of Rigid Bodies . De formule die wordt gebruikt om het te berekenen is I = km r2 , waarin I gelijk is aan het traagheidsmoment, k gelijk is aan de traagheidsconstante die afhankelijk is van de vorm van het object, m is gelijk aan massa en r is gelijk aan de afstand tussen de as en de rotatiemassa . Voor lichamen met een onhandige vorm en zonder duidelijke constante kan een reeks experimenten helpen om de snelheid te bepalen.

Een veel voorkomend voorbeeld is om te denken aan een schaatser die ronddraait. Terwijl de schaatser begint te draaien, strekt ze haar armen en rug uit en weg van haar lichaam om een ​​langzame draai te creëren. Als ze het einde van de draai bereikt, steekt ze haar armen in en trekt haar frame aan, waardoor ze veel sneller gaat draaien. Ze heeft haar massa dichter bij de as geconsolideerd, haar traagheidsmoment verminderd en de inspanning verminderd die nodig is om snel te draaien. Zonder verandering van kracht is ze in staat haar rotatiesnelheid te versnellen.

Er zijn veel praktische toepassingen voor deze meting. Autofabrikanten bestuderen het zorgvuldig om te bepalen hoe snel een auto uit de hand loopt. Het doel is om een ​​hoog moment te creëren, zodat de auto minder snel de controle verliest in een spin.

Veel sporten gebruiken het concept ook, waarbij golf, honkbal en duiken bovenaan de lijst staan. Duikers maken zich zorgen over welke hoeken ze kunnen gebruiken om het laagste moment en de snelste spin te creëren om de beweging te voltooien en naadloos het water in te gaan. Honkbalspelers en golfers werken beide aan een soepele, effectieve swing, om de bal met de juiste hoeken en de kracht te slaan die nodig is om hem ver te laten vliegen zonder overmatig spiergebruik.