惯性力矩与向心力啥关联?
一、惯性力矩(Momentum of Inertia)
1、品质惯性力矩基本上界定:
刚体绕轴旋转时惯性力(旋转物件维持其匀速圆周运动或静止不动的特点)的度量,用数字I或J表明。
在经典力学中,惯性力矩(又被称为品质抗弯刚度,通称惯矩)通常以I 或J表明,SI 企业为 kg·m²。
针对一个质点,
J(I) =1/2* mr²,
在其中 m 是其品质,r 是质点和传动轴的安全距离。
2、动力学模型公式计算:
角动量L:质点动量矩p对O点之动量矩(通常称之为角动量)L(O)(简记为L)
L=Iω, ω:刚体角速度。I:刚体惯性力矩。
定轴转动机械能E:
E=1/2*Iω2,
二、向心力(centrifugal force)
是一种虚似力,是一种惯性力的反映,它使转动的物件避开它的旋转中心。
- 向心力的造成:
想像一个紧紧围绕核心转动的园盘,角速度为ω。在圆盘上有一个品质为m物块,木块由绳索联接,绳索的另一端固定不动在园盘的核心(也是旋转中心),绳长为r。物块随园盘一同旋转,假定没有滑动摩擦力,物块的转动是因为绳索的抗拉力。在随园盘一同旋转的观测者来看,物块是静止不动的。
依据牛顿定律,物块遭受的协力应是零。可是物块只遭受一个力,便是绳索的抗拉力,因此协力不以零。那麼这违背牛顿定律吗?
牛顿定律仅有在惯性系下能创立,可是随园盘一同旋转的观测者所属的参照系是非惯性系,因此牛顿定律在这儿不创立。为了更好地使牛顿定律在非惯性系下依然创立,那麼就必须引入一个惯性力矩,即向心力。
离心力的尺寸为 ,与绳索给予的抗拉力相同,但方位与之反过来。引进向心力后,在随园盘一同旋转的观测者来看,物块与此同时遭受绳索的抗拉力和向心力,尺寸相同,方位反过来,协力为零。这时物块静止不动,牛顿定律创立。