โมเมนต์ความเฉื่อยคืออะไร?

โมเมนต์ความเฉื่อยหมายถึงแรงที่จำเป็นในการทำให้วัตถุหมุนเพื่อเปลี่ยนความเร็ว วัตถุที่กำลังหมุนทั้งหมดมีแกนหรือจุดที่พวกมันหมุนไปรอบ ๆ วัตถุบางอย่างต้องการแรงเพิ่มเติมในการเปลี่ยนความเร็วของการหมุนนี้กว่าวัตถุอื่น ผู้ที่จะเปลี่ยนความเร็วในการหมุนของพวกเขาได้อย่างง่ายดายจะมีช่วงเวลาของความเฉื่อยต่ำในขณะที่ผู้ที่ยากต่อการเปลี่ยนแปลงจะมีค่าที่สูง

แนวคิดนี้ได้รับการแนะนำครั้งแรกโดยนักคณิตศาสตร์และนักฟิสิกส์ชาวสวิสของ Leonhard Euler ในปี ค.ศ. 1730 เขาตีพิมพ์ทฤษฎีของเขาในหนังสือชื่อ Theoria Motus Corporum Solidorum Seu Rigidorum หรือ ทฤษฎีการเคลื่อนที่ของวัตถุแข็งหรือแข็ง สูตรที่ใช้ในการคำนวณคือ I = km r2 ซึ่ง ฉัน เท่ากับโมเมนต์ความเฉื่อย, k เท่ากับค่าคงที่เฉื่อยที่ขึ้นอยู่กับรูปร่างของวัตถุ, m เท่ากับมวลและ r เท่ากับระยะห่างระหว่างแกนและมวลการหมุน . สำหรับร่างกายที่มีรูปร่างอึดอัดและไม่มีค่าคงที่ที่ชัดเจนชุดการทดลองสามารถช่วยในการกำหนดอัตรา

ตัวอย่างทั่วไปคือการนึกถึงนักสเก็ตน้ำแข็งที่กำลังปั่นด้าย เมื่อนักสเก็ตเริ่มหมุนเธอเหยียดแขนออกไปจากร่างกายของเธอเพื่อสร้างการหมุนช้าๆ เมื่อเธอไปถึงจุดสิ้นสุดของการหมุนเธอจับแขนของเธอและกระชับกรอบของเธอทำให้เธอหมุนเร็วขึ้น เธอรวบรวมมวลของเธอเข้าใกล้แกนมากขึ้นลดช่วงเวลาของความเฉื่อยและลดความพยายามที่จะหมุนอย่างรวดเร็ว เธอสามารถเร่งความเร็วรอบการหมุนได้

มีการใช้งานจริงมากมายสำหรับการวัดนี้ ผู้ผลิตรถยนต์ศึกษาอย่างรอบคอบเพื่อพิจารณาว่ารถยนต์จะหมุนเร็วเกินความควบคุมได้อย่างไร เป้าหมายคือการสร้างช่วงเวลาที่สูงเพื่อให้รถมีโอกาสน้อยที่จะสูญเสียการควบคุมในการหมุน

กีฬาหลายชนิดใช้แนวคิดนี้เช่นกอล์ฟเบสบอลและดำน้ำ นักดำน้ำมีความกังวลว่ามุมใดที่พวกเขาสามารถใช้เพื่อสร้างช่วงเวลาที่ต่ำที่สุดและหมุนเร็วที่สุดเพื่อให้การเคลื่อนไหวสมบูรณ์และลงไปในน้ำอย่างราบรื่น ผู้เล่นเบสบอลและนักกอล์ฟทั้งสองทำงานเพื่อสร้างการแกว่งที่ราบรื่นและมีประสิทธิภาพในการตีลูกด้วยมุมที่ถูกต้องและแรงที่ต้องใช้ในการบินไกลโดยไม่ต้องใช้กล้ามเนื้อมากเกินไป