4.1. МОМЕНТ ИНЕРЦИИ

При вращении твердого тела инерционные свойства зависят не только от массы этого тела, но и от того, как она распределена относительно оси вращения. Поэтому при изучении вращения твердых тел вводят понятие момента инерции.

Моментом инерции системы (тела) относительно данной оси называется физическая величина, равная сумме произведений масс () материальных точек системы на квадраты их расстояний до рассматриваемой оси:

.

В случае непрерывного распределения масс эта сумма сводится к интегралу:

,

где .

Если известен момент инерции тела относительно оси, проходящей через его центр масс, то момент инерции относительно любой другой параллельной оси определяется теоремой Штейнера:

Момент инерции тела () относительно произвольной оси равен моменту его инерции () относительно параллельной оси, проходящей через центр масс (С) тела, сложенному с произведением массы () тела на квадрат расстояния () между осями:

.

В таблице 4.1. приведены значения моментов инерции для некоторых тел.

Таблица 4.1

Тело

Положение оси

Момент инерции

Полый тонкостенный цилиндр радиусом   R

Ось симметрии

Сплошной цилиндр или диск радиусом  R

Оси симметрии

Прямой тнкий стержень длиной .

Ось перпендикулярна стержню и проходит через его середину

Прямой  тонкий стержень длиной   .

Ось перпендикулярна стержню и проходит через его конец.

Шар радиусом  R

Ось проходит через центр шара