10.7
Gdy ciało sztywne jest w ruchu liniowym, każdy punkt porusza się z tą samą prędkością. Jednak gdy jest w ruchu obrotowym, różne punkty na ciele mają różne prędkości, a zatem różne energie kinetyczne.
Jeżeli i-ta cząstka, umieszczona w prostopadłej odległości ri od osi obrotu, ma prędkość styczną vi, to jej energię kinetyczną oblicza się przez zastąpienie vi iloczynem prędkości kątowej i ri.
Całkowita energia kinetyczna ciała sztywnego jest sumą indywidualnych energii kinetycznych cząstek składowych. Ponieważ prędkość kątowa jest taka sama dla każdej cząstki, można ją wyciągnąć z sumowania.
Porównując to równanie z równaniem energii kinetycznej dla ruchu translacyjnego, definiuje się nową zmienną rotacyjną. Wielkość ta nazywana jest momentem bezwładności i ma jednostki kilogramów metrów do kwadratu.
Dla pojedynczej cząstki obracającej się wokół ustalonej osi moment bezwładności jest iloczynem jej masy i kwadratu jej odległości od osi obrotu.
Porównywalność prędkości liniowych i kątowych, przyspieszeń liniowych i kątowych oraz równań kinematycznych ruchu postępowego i obrotowego można rozsz…
Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.