우주에 질량이있는 모든 물체에는 관성 하중이 있습니다. 질량이있는 것은 관성이 있습니다. 관성은 속도 변화에 대한 저항이며 뉴턴의 첫 번째 운동 법칙과 관련이 있습니다.
뉴턴의 운동 법칙으로 관성 이해하기
뉴턴의 제 1 운동 법칙균형이 잡히지 않은 외부 힘에 의해 작용하지 않는 한 정지 상태의 물체가 정지 상태를 유지함을 나타냅니다. 일정한 속도로 움직이는 물체는 불균형 한 외부 힘 (마찰과 같은)에 의해 작용하지 않는 한 계속 움직입니다.
뉴턴의 첫 번째 법칙은관성의 법칙. 관성은 속도 변화에 대한 저항입니다. 즉, 물체의 관성이 많을수록 움직임에 큰 변화를 일으키기 어렵습니다.
관성 공식
물체마다 관성 모멘트가 다릅니다. 관성은 질량과 물체의 반경 또는 길이와 회전축에 따라 달라집니다. 다음은 부하 관성을 계산할 때 다른 물체에 대한 몇 가지 방정식을 나타냅니다. 단순화를 위해 회전 축은 물체의 중심 또는 중심 축을 기준으로합니다.
중심 축에 대한 후프 :
나는 = MR ^ 2
어디나는관성 모멘트입니다.미디엄질량이고아르 자형개체의 반경입니다.
중심 축에 대한 환형 원통 (또는 링) :
I = \ frac {1} {2} M (R_1 ^ 2 + R_2 ^ 2)
어디나는관성 모멘트입니다.미디엄질량,아르 자형1링 왼쪽의 반지름이고아르 자형2 반지의 오른쪽 반경입니다.
중심 축에 대한 솔리드 원통 (또는 디스크) :
I = \ frac {1} {2} MR ^ 2
어디나는관성 모멘트입니다.미디엄질량이고아르 자형개체의 반경입니다.
에너지와 관성
에너지는 줄 (J) 단위로 측정되고 관성 모멘트는 kg x m 단위로 측정됩니다.2 또는 미터 제곱으로 곱한 킬로그램. 관성 모멘트와 에너지 사이의 관계를 이해하는 좋은 방법은 다음과 같은 물리학 문제를 이용하는 것입니다.
602 rev / min 회전시 운동 에너지가 24,400 J 인 디스크의 관성 모멘트를 계산합니다.
이 문제를 해결하는 첫 번째 단계는 602 rev / min을 SI 단위로 변환하는 것입니다. 이를 위해 602 rev / min을 rad / s로 변환해야합니다. 한 원의 완전한 회전은 2π rad와 같으며, 이는 분당 1 회전과 60 초입니다. rad / s를 얻으려면 단위가 취소되어야합니다.
602 \ times \ frac {2 \ pi} {60} = 63 \ text {rad / s}
이전 섹션에서 본 디스크의 관성 모멘트는 다음과 같습니다.나는 = 1 / 2MR2
이 물체는 회전하고 움직이기 때문에 바퀴에는 운동 에너지 또는 운동 에너지가 있습니다. 운동 에너지 방정식은 다음과 같습니다.
KE + \ frac {1} {2} Iw ^ 2
어디KE운동 에너지,나는관성 모멘트이고w측정되는 각속도rad / s.
운동 에너지의 경우 24,400 J, 각속도의 경우 63 rad / s를 운동 에너지 방정식에 연결합니다.
24400 = \ frac {1} {2} I (63) ^ 2
양쪽에 2를 곱합니다.
48800 = 나 (63) ^ 2
방정식의 오른쪽에 각속도를 제곱하고 양쪽으로 나눕니다.
I = \ frac {48800} {3969} = 12.3 \ text {kgm} ^ 2
관성 부하
관성 부하 또는나는유형 객체 및 회전 축에 따라 계산할 수 있습니다. 질량과 길이 또는 반경이있는 대부분의 물체에는 관성 모멘트가 있습니다. 관성을 변화에 대한 저항이라고 생각하지만 이번에는 변화가 속도입니다. 질량이 크고 반경이 매우 큰 풀리는 관성 모멘트가 매우 높습니다. 도르래가 움직이기 위해서는 많은 에너지가 필요할 수 있지만, 움직이기 시작한 후에는 관성 부하를 멈추기가 어려울 것입니다.
