Что такое момент инерции?

Момент инерции относится к силе, необходимой для изменения скорости вращения вращающегося объекта. Все вращающиеся объекты имеют ось или точку, вокруг которой они вращаются. Некоторые объекты требуют больше силы, чтобы изменить скорость этого вращения, чем другие. Те, которые легко изменяют свою скорость вращения, имеют низкий момент инерции, а те, которые трудно изменить, имеют высокий момент.

Впервые эта концепция была введена швейцарским математиком и физиком Леонардом Эйлером в 1730 году. Он опубликовал свою теорию в книге под названием « Theoria Motus Corporum Solidorum Seu Rigidorum» или « Теория движения твердых или твердых тел» . Формула, используемая для его вычисления: I = km r2 , в которой I равно моменту инерции, k равно инерционной постоянной, которая зависит от формы объекта, m равно массе, а r равно расстоянию между осью и массой вращения. , Для тел с неловкой формой и без видимой константы, серия экспериментов может помочь определить скорость.

Типичный пример - думать о фигуристе, который вращается. Когда конькобежец начинает вращаться, она вытягивает руки и отодвигается от своего тела, чтобы создать медленное вращение. Когда она достигает конца вращения, она сжимает руки и подтягивает свою фигуру, заставляя ее вращаться намного быстрее. Она консолидировала свою массу ближе к оси, уменьшила момент инерции и уменьшила усилие, необходимое для быстрого вращения. Без изменения силы она способна ускорить свою скорость вращения.

Есть много практических применений для этого измерения. Производители автомобилей внимательно изучают его, чтобы определить, как быстро автомобиль выйдет из-под контроля. Цель состоит в том, чтобы создать высокий момент, чтобы у машины было меньше шансов потерять управление при вращении.

Многие виды спорта также используют эту концепцию, причем гольф, бейсбол и дайвинг возглавляют список. Дайверы обеспокоены тем, какие углы они могут использовать для создания самого низкого момента и самого быстрого вращения, чтобы завершить движение и плавно войти в воду. Игроки в бейсбол и гольфисты работают над тем, чтобы создать плавный, эффективный удар, чтобы ударить по мячу с правильными углами и силой, необходимой для того, чтобы он летел далеко без чрезмерного использования мышц.