Момент обертання і момент інерції: формули, приклад розвязання задачі

Тіла, що роблять кругові рухи, у фізиці прийнято описувати за допомогою формул, що включають в себе кутову швидкість і кутове прискорення, а також такі величини, як моменти обертання, сил інерції. Розглянемо докладніше ці поняття у статті.

Момент обертання відносно осі

Цю фізичну величину називають моментом імпульсу. Слово “момент” означає, що при визначенні відповідної характеристики враховується положення осі обертання. Так, момент імпульсу частинки масою m, яка обертається зі швидкістю v навколо осі O і знаходиться від останньої на відстані r, описується наступною формулою:

L = r*m*v = r*p, де p – імпульс частинки.

Знак ” + ” вказує на векторний характер відповідної величини. Напрямок вектора моменту обертання L визначається за правилом правої руки (чотири пальці спрямовані від кінця вектора r до кінця p, і відставлений великий палець показує, куди буде спрямований L). Направлення всіх названих векторів можна подивитися на головному фото статті.

При вирішенні практичних завдань користуються формулою для моменту імпульсу у формі скалярної. Крім того, лінійну швидкість замінюють кутовий. У цьому випадку формула для L буде виглядати так:

L = m*r2*ω, де ω = v*r – кутова швидкість.

Величина m*r2 позначається буквою I і називається моментом інерції. Вона характеризує інерційні властивості системи обертання. У загальному вигляді вираз для L записується так:

L = I*ω.

Ця формула справедлива не тільки для обертової частинки масою m, але і для будь-якого тіла довільної форми, яке здійснює кругові переміщення відносно деякої осі.

Дивіться також:  Емпіричний факт і його вляиние на науку. Структура, форми, осмислення і зворотний вплив