Hva er treghetsmoment?

Et treghetsmoment refererer til kraften som trengs for å få en roterende gjenstand til å endre hastigheter. Alle roterende objekter har en akse, eller et punkt som de roterer rundt. Noen gjenstander krever mer kraft for å endre hastigheten på denne rotasjonen enn andre. De som vil endre rotasjonshastigheten har lett et lavt treghetsmoment, mens de som er vanskelige å endre har en høy hastighet.

Dette konseptet ble først introdusert av den sveitsiske matematikeren og fysikeren Leonhard Euler i 1730. Han publiserte teorien sin i boken med tittelen, Theoria Motus Corporum Solidorum Seu Rigidorum eller Theory of the Motion of Solid or Rigid Bodies . Formelen som brukes til å beregne den er I = km r2 , der jeg tilsvarer treghetsmomentet, k tilsvarer treghetskonstanten som er avhengig av formen til objektet, m er lik massen, og r tilsvarer avstanden mellom aksen og rotasjonsmassen . For kropper med en vanskelig form og ingen tilsynelatende konstant, kan en serie eksperimenter bidra til å bestemme hastigheten.

Et vanlig eksempel er å tenke på en skøyteløper som snurrer. Når skøyteløperen begynner et spinn, strekker hun armene og ut igjen og bort fra kroppen for å skape en langsom spinn. Når hun kommer til slutten av spinnet, tipper hun armene inn og strammer rammen, og får henne til å snurre mye raskere. Hun har konsolidert massen nærmere aksen, redusert treghetsmomentet og redusert innsatsen som trengs for å snurre raskt. Uten endring i kraft er hun i stand til å akselerere rotasjonshastigheten.

Det er mange praktiske anvendelser for denne målingen. Bilprodusenter studerer det nøye for å finne ut hvor raskt en bil vil spinne ut av kontroll. Målet er å skape et høyt øyeblikk slik at det er mindre sannsynlig at bilen mister kontrollen i et snurr.

Mange idretter bruker også konseptet, med golf, baseball og dykking på toppen av listen. Dykkere er opptatt av hvilke vinkler de kan bruke for å skape det laveste øyeblikket og det raskeste spinnet for å fullføre farten og sømløst komme inn i vannet. Baseballspillere og golfere jobber begge for å skape en jevn, effektiv sving, for å slå ballen med de rette vinklene og kraften som kreves for å få den til å fly langt uten overdreven bruk av muskler.