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转动惯量的角加速度怎么计算

发布时间:2023-08-18
在学习角加速度之前,需要先掌握转动惯量的概念。转动惯量是物体旋转时所表现的惯性大小,与物体的质量和形状有关。转动惯量越大,物体越难以旋转。 计算转动惯量的方法 计算转动惯量 ...

在学习角加速度之前,需要先掌握转动惯量的概念。转动惯量是物体旋转时所表现的惯性大小,与物体的质量和形状有关。转动惯量越大,物体越难以旋转。

计算转动惯量的方法

计算转动惯量的公式为I=mr²,其中“m”为物体的质量,“r”为转轴到物体质心的距离。

对于不规则形状的物体,可以通过近似的方式求解转动惯量,如利用物体代表点模型,或将不规则形状分解成几个几何形状相同的部分,然后再对每个部分的转动惯量进行求解。

掌握角加速度的定义

角加速度表示物体在单位时间内角速度的变化量。记作α,单位是弧度每秒平方。

计算角加速度的公式

计算角加速度的公式为α=τ/I,其中“τ”为作用在物体上的扭矩,“I”为物体的转动惯量。

需要注意的是,当物体扭矩不变时,转动惯量越大,角加速度越小;反之,转动惯量越小,角加速度越大。

举例实现角加速度的计算

以一个半径为1m、质量为2kg的圆盘为例,旋转中心到圆盘边缘的距离为1m。若给该圆盘施加一个3N·m的扭矩,则该圆盘的转动惯量为

I=mr²=(2kg)(1m)²=2kg·m²

由此,该圆盘的角加速度为

α=τ/I=3N·m/2kg·m²=1.5rad/s²

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