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rotational inertia是什麼意思,rotational inertia的意思翻譯、用法、同義詞、例句

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常用詞典

  • [力] 轉動慣量;轉動慣性;慣性矩

  • 例句

  • A new set-up for measuring the rotational inertia of electric machine rotor is presented in this paper.

    本文提出了一種新裝置,用于測量電機轉子的轉動慣量。

  • The transverse shearing deformation and rotational inertia are taken into consideration in the chosen thick plate strips.

    所取厚闆條考慮橫向剪切變形和轉動慣量,并取它的各階振型為條向連續函數。

  • The i'esults of kinematiCs' analysis can be adopted to solve the rotational inertia of fly wheel mounted on the driving crank.

    在運動分析的基礎上,對系統進行受力分析,求解主動曲柄上需安裝飛輪的轉動慣量。

  • The rotational inertia of human entire body and each segment is one of the fundamental parameters in sports biomechanics research.

    人體整體及環節的轉動慣量是研究人體運動生物力學的基本參數。

  • A new measuring instrument of rotational inertia has been devised by the fixed - axis rotation principle and parallel axis theorem of compound pendulum.

    利用複擺定軸轉動原理和剛體平行軸定理設計的一種新型轉動慣量測定儀。

  • 同義詞

  • |rotary inertia/processional moment;[力]轉動慣量;轉動慣性;慣性矩

  • 專業解析

    轉動慣量(rotational inertia)是描述物體抵抗旋轉運動狀态改變的物理量,其數值大小取決于物體質量分布與旋轉軸之間的空間關系。這一概念在經典力學中與牛頓旋轉定律密切相關,可類比平動問題中的質量概念。

    從數學表達來看,轉動慣量定義為物體各質元質量與其到轉軸距離平方的乘積之和,公式為:

    $$ I = sum m_i r_i

    $$

    對于連續體則采用積分形式:

    $$ I = int r , dm

    $$

    其中$r$為質量微元到轉軸的距離(來源:喬治亞州立大學HyperPhysics項目(http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/mi.html))。

    實際應用中,質量分布形态顯著影響轉動慣量。例如細杆繞端點轉動時$I=frac{1}{3}mL$,而繞中點時降為$frac{1}{12}mL$(來源:可汗學院物理學課程(https://www.khanacademy.org/science/physics/torque-angular-momentum))。工程領域常通過調整質量分布優化旋轉性能,如飛輪設計增大邊緣質量以提高儲能能力(來源:MIT機械工程教材(https://ocw.mit.edu/courses/mechanical-engineering))。

    該概念與角動量守恒定律存在直接關聯,當系統不受外力矩作用時,轉動慣量的變化将導緻角速度反向調整,這一原理被廣泛應用于體操運動員空翻動作調節、天文星體自轉周期研究等領域(來源:美國物理教師協會期刊(https://aapt.scitation.org/doi/10.1119/1.4998931))。

    網絡擴展資料

    Rotational inertia(轉動慣量)是描述物體抵抗旋轉運動狀态改變的物理量。它在旋轉動力學中的作用類似于質量在直線運動中的作用,即轉動慣量越大,物體角加速度越小(在相同力矩下)。以下是詳細解釋:

    1. 基本定義
      轉動慣量(符號通常為$I$)的數學表達式為: $$ I = sum m_i r_i $$ 其中$m_i$是物體中每個質點的質量,$r_i$是該質點到旋轉軸的垂直距離。對于連續體,公式變為積分形式: $$ I = int r , dm $$

    2. 物理意義

      • 反映物體質量分布對旋轉的影響:質量離軸越遠,轉動慣量越大(例如細長杆的轉動慣量大于同質量的緊湊圓盤)。
      • 決定改變物體角速度所需的力矩大小($tau = Ialpha$,類比牛頓第二定律$F=ma$)。
    3. 典型示例

      • 花樣滑冰:運動員收緊手臂時,質量更靠近旋轉軸,轉動慣量減小,角速度增大以保持角動量守恒。
      • 飛輪設計:發動機飛輪需要較大的轉動慣量來維持轉速穩定。
    4. 影響因素
      | 因素 | 對轉動慣量的影響 | |---|---| | 總質量增加 | 增大 | | 質量遠離旋轉軸 | 顯著增大 | | 旋轉軸位置變化 | 完全改變計算結果(例如同一物體繞端點或中心旋轉的$I$不同) |

    5. 與直線運動的對比
      $$ begin{aligned} text{直線運動} &: F = ma text{旋轉運動} &: tau = Ialpha end{aligned} $$ 其中$tau$是力矩,$alpha$是角加速度。

    理解轉動慣量對分析旋轉系統(如陀螺儀、行星自轉、機械齒輪)至關重要。實際計算時可直接查标準幾何體的轉動慣量表(如實心球$I=frac{2}{5}mr$,圓環$I=mr$)。

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