㈠ 转动惯量是什么量
转动惯量
Moment of Inertia
刚体绕轴转动惯性的度量。其数值为I=Δmiri^2或I=,式中ri为组成刚体的质量微元Δmi(或dm)到转轴的垂直距离;求和号(或积分号)遍及整个刚体。转动惯量只决定于刚体的形状、质量分布和转轴的位置,而同刚体绕轴的转动状态(如角速度的大小)无关。规则形状的均质刚体,其转动惯量可直接计得。不规则刚体或非均质刚体的转动惯量,一般用实验法测定。转动惯量应用于刚体各种运动的动力学计算中。
描述刚体绕互相平行诸转轴的转动惯量之间的关系,有如下的平行轴定理:刚体对一轴的转动惯量,等于该刚体对同此轴平行并通过质心之轴的转动惯量加上该刚体的质量同两轴间距离平方的乘积。由于和式的第二项恒大于零,因此刚体绕过质量中心之轴的转动惯量是绕该束平行轴诸转动惯量中的最小者。
还有垂直轴定理:垂直轴定理
一个平面刚体薄板对于垂直它的平面轴的转动惯量,等于绕平面内与垂直轴相交的任意两正交轴的转动惯量之和。
表达式:Iz=Ix+Iy
刚体对一轴的转动惯量,可折算成质量等于刚体质量的单个质点对该轴所形成的转动惯量。由此折算所得的质点到转轴的距离 ,称为刚体绕该轴的回转半径κ,其公式为,式中M为刚体质量;I为转动惯量。
转动惯量的量纲为L^2M,在SI单位制中,它的单位是kg·m^2。
刚体绕某一点转动的惯性由更普遍的惯量张量描述。惯量张量是二阶对称张量,它完整地刻画出刚体绕通过该点任一轴的转动惯量的大小。
补充对转动惯量的详细解释及其物理意义:
先说转动惯量的由来,先从动能说起大家都知道动能E=(1/2)mv^2,而且动能的实际物理意义是:物体相对某个系统(选定一个参考系)运动的实际能量,(P势能实际意义则是物体相对某个系统运动的可能转化为运动的实际能量的大小)。
E=(1/2)mv^2 (v^2为v的2次方)
把v=wr代入上式 (w是角速度,r是半径,在这里对任何物体来说是把物体微分化分为无数个质点,质点与运动整体的重心的距离为r,而再把不同质点积分化得到实际等效的r)
得到E=(1/2)m(wr)^2
由于某一个对象物体在运动当中的本身属性m和r都是不变的,所以把关于m、r的变量用一个变量K代替,
K=mr^2
得到E=(1/2)Kw^2
K就是转动惯量,分析实际情况中的作用相当于牛顿运动平动分析中的质量的作用,都是一般不轻易变的量。
这样分析一个转动问题就可以用能量的角度分析了,而不必拘泥于只从纯运动角度分析转动问题。
为什么变换一下公式就可以从能量角度分析转动问题呢?
1、E=(1/2)Kw^2本身代表研究对象的运动能量
2、之所以用E=(1/2)mv^2不好分析转动物体的问题,是因为其中不包含转动物体的任何转动信息。
3、E=(1/2)mv^2除了不包含转动信息,而且还不包含体现局部运动的信息,因为里面的速度v只代表那个物体的质心运动情况。
4、E=(1/2)Kw^2之所以利于分析,是因为包含了一个物体的所有转动信息,因为转动惯量K=mr^2本身就是一种积分得到的数,更细一些讲就是
综合了转动物体的转动不变的信息的等效结果K=∑ mr^2 (这里的K和上楼的J一样)
所以,就是因为发现了转动惯量,从能量的角度分析转动问题,就有了价值。
㈡ 刚体转动惯量是什么
刚体转动惯量如下。
刚体定轴转动中的转动惯量,其地位相当于刚体平动中的质量,是衡量刚体抵抗旋转运动的惯性的物理量。或者理解为质量的转动形式。
转动惯量是表征刚体转动惯性大小、衡量刚体抵抗旋转运动的惯性的物理量。其地位相当于刚体平动中的质量,它与刚体的质量以及质量相对于转轴的分布有关。
物理意义
直接理解转动惯量比较抽象,但是我们可以用我们最常见、最直观的质量来做类比。如果我们用同样的力在两个质量不同的物体上作用,质量重的那个物体速度变化慢。
因此质量的物理意义为可以反映出物体平动状态下的惯性:质量越大,则惯性越大,即越难改变平动运动时它的运动状态(从静止开始,质量大的物体比质量小的物体更难被加速)。同理,如果我们用同样的力矩(使物体平动的叫力,使物体转动的叫力矩)作用在物体上想让它转动。
不同的物体转动的角速度变化(类似于平动中的加速度)的快慢也不同,影响角速度变化快慢的这个因素就是转动惯量。即转动惯量反映物体转动下的惯性:转动惯量大的物体角速度难于被改变。
㈢ 大学物理中最常见的几个惯动常量J怎么求
这些是常用的,J就是I,名字叫转动惯量
㈣ 转动惯量是什么
是刚体绕轴转动时惯性(回转物体保持其匀速圆周运动或静止的特性)的量度。
在经典力学中,转动惯量(又称质量惯性矩,简称惯距)通常以I或J表示,SI 单位为 kg·m²。
转动惯量在旋转动力学中的角色相当于线性动力学中的质量,可形式地理解为一个物体对于旋转运动的惯性,用于建立角动量、角速度、力矩和角加速度等数个量之间的关系。
可折算成质量等于刚体质量的单个质点对该轴所形成的转动惯量。由此折算所得的质点到转轴的距离 ,称为刚体绕该轴的回转半径κ,其公式为I=Mk²,式中M为刚体质量;I为转动惯量。
㈤ 惯量的介绍
惯量[inertia] [物]∶物质(物体)运动的惯性量值。其惯性大小的物理量,其惯性大小与物质质量相应惯量J= ∫ r^2 dm 其中r为转动半径,m为刚体质量惯量,也是伺服电机的一项重要指标。它指的是转子本身的惯量,对于电机的加减速来说相当重要。
㈥ 什么叫惯量
惯量,指的是物质(物体)运动的惯性量值。其惯性大小的物理量,其惯性大小与物质质量相应惯量J= ∫ r^2 dm 其中r为转动半径,m为刚体质量惯量,也是伺服电机的一项重要指标。它指的是转子本身的惯量,对于电机的加减速来说相当重要。
㈦ 什么叫惯量
惯量guànliàng[inertia] [物]∶物质(物体)运动的惯性量值。其惯性大小的物理量,其惯性大小与物质质量相应惯量J= ∫ r^2 dm 其中r为转动半径,m为刚体质量惯量,也是伺服电机的一项重要指标。它指的是转子本身的惯量,对于电机的加减速来说相当重要。
其惯性大小的物理量,其惯性大小与物质质量相应惯量J= ∫ r^2 dm 其中r为转动半径,m为刚体质量惯量,也是伺服电机的一项重要指标。
一般来说,小惯量的电机制动性能好,启动,加速停止的反应很快,适合于一些轻负载,高速定位的场合。如果你的负载比较大或是加速特性比较大,而选择了小惯量的电机,可能对电机轴损伤太大,选择应该根据负载的大小,加速度的大小等等因素来选择,一般有理论计算公式。
影响伺服电机响应的主要负载是负载惯量。伺服电机驱动器对伺服电机的响应控制,最佳值为负载惯量与电机转子惯量之比为一,最大不可超过五倍。通过机械传动装置的设计,可以使负载惯量与电机转子惯量之比接近一或较小。当负载惯量确实有这样大,机械设计不可能使负载惯量与电机转子惯量之比小于五倍时,则可使用电机转子惯量较大的电机,即所谓的大惯量电机。使用大惯量的电机,要达到一定的响应,驱动器的容量应要大一些。
㈧ 在物理学中转动惯量和惯性积(离心力矩)都是如何定义的各自的计算公式是什么样的
转动惯量的严格定义是一个物体上,它的每一极小块乘以那一小块到转动中心的距离的平方,再把乘积都加和起来就是转动惯量。
至于你说的惯性积,是用转动惯量乘以角速度,这个像动量一样是可以守恒的
㈨ 转动惯量是什么详解
是一个物理量,即刚体对转轴的转动惯量等于各质点的质量与各自转轴的距离乘积之和.
转动惯量
Moment of Inertia
刚体绕轴转动惯性的度量。其数值为I=Δmiri^2或I=,式中ri为组成刚体的质量微元Δmi(或dm)到转轴的垂直距离;求和号(或积分号)遍及整个刚体。转动惯量只决定于刚体的形状、质量分布和转轴的位置,而同刚体绕轴的转动状态(如角速度的大小)无关。规则形状的均质刚体,其转动惯量可直接计得。不规则刚体或非均质刚体的转动惯量,一般用实验法测定。转动惯量应用于刚体各种运动的动力学计算中。
描述刚体绕互相平行诸转轴的转动惯量之间的关系,有如下的平行轴定理:刚体对一轴的转动惯量,等于该刚体对同此轴平行并通过质心之轴的转动惯量加上该刚体的质量同两轴间距离平方的乘积。由于和式的第二项恒大于零,因此刚体绕过质量中心之轴的转动惯量是绕该束平行轴诸转动惯量中的最小者。
还有垂直轴定理:垂直轴定理
一个平面刚体薄板对于垂直它的平面轴的转动惯量,等于绕平面内与垂直轴相交的任意两正交轴的转动惯量之和。
表达式:Iz=Ix+Iy
刚体对一轴的转动惯量,可折算成质量等于刚体质量的单个质点对该轴所形成的转动惯量。由此折算所得的质点到转轴的距离 ,称为刚体绕该轴的回转半径κ,其公式为,式中M为刚体质量;I为转动惯量。
转动惯量的量纲为L^2M,在SI单位制中,它的单位是kg·m^2。
刚体绕某一点转动的惯性由更普遍的惯量张量描述。惯量张量是二阶对称张量,它完整地刻画出刚体绕通过该点任一轴的转动惯量的大小。
补充对转动惯量的详细解释及其物理意义:
先说转动惯量的由来,先从动能说起大家都知道动能E=(1/2)mv^2,而且动能的实际物理意义是:物体相对某个系统(选定一个参考系)运动的实际能量,(P势能实际意义则是物体相对某个系统运动的可能转化为运动的实际能量的大小)。
E=(1/2)mv^2 (v^2为v的2次方)
把v=wr代入上式 (w是角速度,r是半径,在这里对任何物体来说是把物体微分化分为无数个质点,质点与运动整体的重心的距离为r,而再把不同质点积分化得到实际等效的r)
得到E=(1/2)m(wr)^2
由于某一个对象物体在运动当中的本身属性m和r都是不变的,所以把关于m、r的变量用一个变量K代替,
K=mr^2
得到E=(1/2)Kw^2
K就是转动惯量,分析实际情况中的作用相当于牛顿运动平动分析中的质量的作用,都是一般不轻易变的量。
这样分析一个转动问题就可以用能量的角度分析了,而不必拘泥于只从纯运动角度分析转动问题。
为什么变换一下公式就可以从能量角度分析转动问题呢?
1、E=(1/2)Kw^2本身代表研究对象的运动能量
2、之所以用E=(1/2)mv^2不好分析转动物体的问题,是因为其中不包含转动物体的任何转动信息。
3、E=(1/2)mv^2除了不包含转动信息,而且还不包含体现局部运动的信息,因为里面的速度v只代表那个物体的质心运动情况。
4、E=(1/2)Kw^2之所以利于分析,是因为包含了一个物体的所有转动信息,因为转动惯量K=mr^2本身就是一种积分得到的数,更细一些讲就是
综合了转动物体的转动不变的信息的等效结果K=∑ mr^2 (这里的K和上楼的J一样)
所以,就是因为发现了转动惯量,从能量的角度分析转动问题,就有了价值。
参考资料:http://ke..com/view/110433.htm