2023-12-15 03:39来源:m.sf1369.com作者:宇宇
对于杆:
当回转轴过杆的中点并垂直于杆时;J=mL^2/12。
其中m是杆的质量,L是杆的长度。
当回转轴过杆的端点并垂直于杆时:J=mL^2/3。
其中m是杆的质量,L是杆的长度。
转动惯量
是刚体绕轴转动时惯性的量度,用字母I或J表示。转动惯量在旋转动力学中的角色相当于线性动力学中的质量,可形式地理解为一个物体对于旋转运动的惯性,用于建立角动量、角速度、力矩和角加速度等数个量之间的关系。
平行轴定理
若有任一轴与过质心的轴平行,且该轴与过质心的轴相距为d,刚体对其转动惯量为J,则有:
J=Jc+md^2
其中Jc表示相对通过质心的轴的转动惯量。
这个定理称为平行轴定理。
一个物体以角速度ω绕固定轴z轴的转动同样可以视为以同样的角速度绕平行于z轴且通过质心的固定轴的转动。也就是说,绕z轴的转动等同于绕过质心的平行轴的转动与质心的转动的叠加
测定方法
测定刚体转动惯量的方法很多,常用的有三线摆、扭摆、复摆等。三线摆是通过扭转运动测定物体的转动惯量,其特点是无力图像清楚、操作简便易行、适合各种形状的物体,如机械零件、电机转子、枪炮弹丸、电风扇的风叶等的转动惯量都可用三线摆测定。这种实验方法在理论和技术上有一定的实际意义。
实验目的是测转动惯量,因此要考虑容易完成这个实验,尽量摒除干扰因素。对称放置,可以最大程度让物体接近静平衡,也可以最大程序让物体旋转时接近动平衡。避免其他能量损耗(若不平衡,摩擦损耗大增),从而影响实验数据。当然,不平衡还会有安全隐患。从实验数据处理方面谈,对称物体的转动惯量数据计算要容易多。
转动惯量(Moment of Inertia)是刚体绕轴转动时惯性(回转物体保持其匀速圆周运动或静止的特性)的量度,通常以/或J表示。 在经典力学中,转动惯量(又称质量惯性矩,简称惯距)通常以/或J表示,SI 单位为 kg·m²。对于一个质点,/=mr²,其中 m 是其质量,r是质点和转轴的垂直距离。
通过刚体转动惯量测定实验总结可以用作图法处理数据。
转动惯量,又称惯性距、惯性矩(俗称惯性力距、惯性力矩,易与力矩混淆),通常以 i 表示,si 单位为 kg * m2,可说是一个物体对于旋转运动的惯性。
转动惯量(moment of inertia)是刚体转动时惯性的量度,其量值取决于物体的形状、质量分布及转轴的位置。刚体的转动惯量有着重要的物理意义,在科学实验、工程技术、航天、电力、机械、仪表等工业领域也是一个重要参量。电磁系仪表的指示系统,因线圈的转动惯量不同,可分别用于测量微小电流(检流计)或电量(冲击电流计)。在发动机叶片、飞轮、陀螺以及人造卫星的外形设计上,精确地测定转动惯量,都是十分必要的。
载物台空载时测出其转动惯量Ju,这就是摩擦力矩。测出铝环的转动惯量后,J—Ju即能消除摩擦力矩影响。
实验测量刚体的转动惯量一般都是将刚体悬挂起来做周期性的转动或者摆动,利用转动或者摆动的周期来计算转动惯量。比如,三线摆法测量转动惯量,扭矩法测量转动惯量等等。