¿Qué factores están relacionados con el momento de inercia de un cuerpo rígido?

El momento de inercia de un cuerpo rígido está relacionado con los siguientes tres factores:

(1) Está relacionado con la masa del cuerpo rígido. Por ejemplo, dos cilindros con el mismo radio pero diferentes masas. Obviamente, para el eje de rotación correspondiente, el momento de inercia de la masa mayor también es mayor.

(2) Cuando la masa es constante, está relacionada con la distribución de masa. Por ejemplo, un disco y un anillo con la misma masa y el mismo radio tienen diferentes distribuciones de masa. La masa del anillo se concentra en el borde, mientras que la masa del disco se distribuye en todo el círculo. Inercia del anillo mayor.

(3) También está relacionado con la posición de un eje giratorio dado, es decir, la magnitud del momento de inercia del mismo cuerpo rígido para diferentes ejes giratorios también es diferente. Por ejemplo, para la misma varilla delgada, el eje de rotación que pasa por su centro de masa y perpendicular a la varilla y el eje de rotación que pasa por un extremo y perpendicular a la varilla tienen diferentes momentos de inercia, y este último es mayor. Esto se debe a que la posición del eje de rotación es diferente, lo que también afecta la magnitud del momento de inercia.

El momento de inercia sólo depende de la forma, distribución de masa y posición del eje de rotación del cuerpo rígido, y no tiene nada que ver con el estado de rotación del cuerpo rígido alrededor del eje (como el magnitud de la velocidad angular). El momento de inercia de un cuerpo rígido uniforme con forma regular se puede calcular directamente mediante la fórmula. El momento de inercia de cuerpos rígidos irregulares o no homogéneos se mide mediante experimentos, por lo que los métodos experimentales son muy importantes.

Información ampliada:

El momento de inercia de un cuerpo rígido sobre un eje se puede convertir en el momento de inercia de una sola partícula con una masa igual a la masa del rígido. cuerpo sobre el eje. La distancia desde el punto de masa al eje de rotación obtenida mediante esta conversión.

La regla de estiramiento establece que si cualquier punto de un objeto se desplaza paralelo a un eje recto en cualquier cantidad, el momento de inercia del objeto alrededor de este eje permanece sin cambios. Podemos imaginarnos tirando de un objeto paralelo al eje recto hacia ambos extremos.

Mientras el objeto se extiende, la distancia vertical de cualquier punto del objeto desde el eje directo permanece sin cambios, entonces la regla de extensión establece que el momento de inercia del objeto alrededor de este eje permanece sin cambios. La regla de extensión se puede obtener simplemente definiendo el momento de inercia.

En situaciones reales, el momento de inercia de un cuerpo rígido irregular suele ser difícil de calcular con precisión y debe medirse experimentalmente.

Existen muchos métodos para medir el momento de inercia de un cuerpo rígido. Los más utilizados incluyen el péndulo de tres líneas, el péndulo de torsión, el péndulo compuesto, etc. El péndulo de tres líneas mide el momento de inercia de un objeto mediante un movimiento de torsión. Se caracteriza por imágenes físicas claras, operación simple y fácil, y es adecuado para la rotación de objetos de diversas formas, como piezas mecánicas, rotores de motores, proyectiles de armas, aspas de ventiladores eléctricos, etc. La inercia se puede medir con un péndulo de tres hilos. Este método experimental tiene cierta importancia práctica en teoría y tecnología.

Enciclopedia Baidu - Momento de inercia