我1个直径1M的圆柱,每分钟转100圈,每秒转1.7圈。所以,这个圆柱的角速度就是 w = 100/60 ≈ 1.7 r/s。
如果,从0到匀速时为2秒,那么,该段时间的角加速度就是:b = (1.7-0)/2 = 0.85 r/s2。这个圆柱的转动惯量,可以通过积分的方法计算出来,J = 0.5 m r^2 = 0.5x40kg x 0.5^2 = 5 kg r/s2。
这段时间的平均转矩 M = J x b = 5x 0.85 = 4.25 Nm。(假设圆柱匀质、旋转加速均匀,转动轴在几何轴上)
转动惯量与动能的关系,角速度,角度,动量距等的关系,反正牵扯转动惯量的物理关系都告诉我,急需?
你只要把转动中的角量都对应到平动中的量就好理解了。
转动惯量(I)——————质量(m)
动量矩(角动量)(J)——动量(P)
角速度(ω)———————速度(v)
角加速度(α)——————加速度(a)
力矩(M)————————力(F)
角位移(θ)———————位移(s)
于是类比于刚体平动的动能E=1/2mv^2。有刚体转动的动能E=1/2Iω^2。
类似的关系:
F=ma————M=Iα
P=mv————J=Iω
其实转动惯量就是解决转动问题时相当于质量的那么一个量。质量就是描述惯性大小的量嘛。质量越大,改变他的运动状态就越不容易,需要的力就越大。转动惯量顾名思义,就是描述转动时候惯性大小的量,转动惯量越大,改变他转动的状态就越不容易,就需要越大的力矩。你只要理解这点,面对转动惯量就不会有什么疑问了。
然后具体转动惯量怎么求,就是用它的定义公式,I=mr^2,这是质点的转动惯量。如果求一个刚体的转动惯量就是I=∫r^2dm=∫r^2ρdV。如果刚体材质是均匀的ρ可以提到前面。总之这些就是计算的问题。