相同。定轴转动定律就是合力矩等于转动惯量乘以角加速度。
还可以推导:
力矩M的单位:Nm=kgm2/s2,
转动惯量J单位:kgm2
角加速度β单位:rad/s2
而弧度rad等于弧长除以半径,本身是无量纲的。
力偶与角加速度的关系式?
角加速度β=dw/dt,
如果是匀加速运动,就有β=w/t
2βΦ=w2²-w1²等公式
力矩M=J·β,J为转动惯量,这个公式类似于平动力学里的牛顿第二定律。
如果已知转动惯量和合外力矩,求角加速度需要使用转动定律来计算。转动定律为m=ja,其中,m为合外力矩,j为转动惯量,a为角加速度。直接代入计算即可。
例如:
力矩M、角速度W、角加速度α、转动惯量I之间的关系。
M=α *I (力矩不变情况下角加速度与转动惯量呈反比关系)
I=m(质量)*r²(摆动中下肢的质量不变,转动惯量与下肢转动半径成正比)
W= α*t (角加速度与角速度成正比关系)
M不变情况下,r减小 ,I减小,α增大,W增大,力矩不变的情况下,减少摆动半径,摆动腿角速度提升。
常用转动惯量公式?
力矩等于转动惯量乘以角加速度。即M=J*a。J是转动惯量,a是角加速度,M是力矩,也称为转矩或扭矩。转动惯量乘以角加速度:转动惯量相当于惯性质量,是保持物体不转动的能力,力矩相当于力,是让物体转动的力,这样类比利于质量,加速度乘以质量就是力,则角加速度乘以转动惯量就是力矩了。
转矩=转动惯量×角加速度
F=ma
分别乘以r
Fr=Mar=Mrra/r=Mrrj=Ij
上述是质点的推导
对右边进行M和r对应的积分,就是整个物体的转动惯量*角速度
对应左边Fr,F理解为内部应力,则就是整个物体的转矩,故而是正确的。