垂直轴定理

✍ dations ◷ 2025-06-30 13:37:33 #刚体,经典力学,动力学

在物理学里,垂直轴定理(也叫“正交轴定理”)可以用来计算一片薄片的转动惯量。思考一个直角座标系,其中两个座标轴都包含与平行于此薄片;如果已知此薄片对于这两个座标轴的转动惯量,则垂直轴定则可以用来计算薄片对于第三个座标轴的转动惯量。

假设OXYZ座标系统的 X-轴与 Y-轴都包含与平行于此薄片,而 Z-轴垂直于薄片的面。 I X {\displaystyle I_{X}\,\!} I Y {\displaystyle I_{Y}\,\!} 分别代表薄片对于 X-轴与 Y-轴的转动惯量.那么,薄片对于 Z-轴的转动惯量为

垂直轴定理、平行轴定理、与伸展定则可以用来计算许多不同形状的物体的转动惯量。

任何实际存在的刚体都有厚度;不可能有零厚度的刚体。参考右图,假设这刚体是一块很薄的薄片,厚度 t {\displaystyle t\,\!} 是均匀的,密度也是均匀的。设定薄片的面与 XY-面共平面。那么,刚体对于 X-轴、Y-轴、与 Z-轴的转动惯量分别为

由于厚度超小于薄片的面尺寸,我们可以忽略 z 2 {\displaystyle z^{2}\,\!} 对于积分的贡献.因此,

所以,

a) 如右图,一个半径为 r {\displaystyle r\,\!} ,质量为 m {\displaystyle m\,\!} 的薄圆盘,对于 Z-轴的转动惯量为

所以,对于X-轴与 Y-轴的转动惯量是

b) 如右图,一个尺寸为 a × b {\displaystyle a\times b\,\!} ,质量为 m {\displaystyle m\,\!} 的长方形薄片,对于 X-轴、Y-轴、与 Z-轴的转动惯量分别为

很明显地,

相关

  • 特异性灵敏度和特异度(Sensitivity and specificity),是统计学中用来表征二项分类测试特征的数据。灵敏度可以作为避免假阴性的量化指标,而特异度可以作为避免假阳性的量化指标。对于
  • 霍利奥克坐标:42°12′15″N 72°37′00″W / 42.20417°N 72.61667°W / 42.20417; -72.61667霍利奥克(英语:Holyoke),绰号纸城,是美国马萨诸塞州汉登县的一个城市,位于康涅狄格河西岸。面
  • 诺勃酮诺勃酮 (乙基羟基二降孕烯酮) 是一种合成代谢类固醇。最早由惠氏实验室于1966年合成,作为增加体重和治疗身材矮小的药物进行试验,因为担心潜在的毒性没有进行商业销售。21世纪
  • 野外灭绝 (EW)野外灭绝(Extinct in the Wild,或缩写为EW)是一种保护现状,当某物种或其亚种,其已知的个体仅存活于圈养的环境、或是其种群需经过野放后才能够回归其历史上存在的地点时,就会被分
  • 本·拉登苏联-阿富汗战争 反恐战争奥萨马·本·穆罕默德·本·阿瓦德·本·拉登(阿拉伯语:أسامة بن محمد بن عوض بن لادن‎,拉丁转写:Usāmah bin Muḥammad bin A
  • abbr class=abbr title=R20: 吸入有害R20/abbr警示性质标准词(英语:Risk Phrases,简写:R-phrases)是于《欧联指导标准67/548/EEC 附录III: 有关危险物品与其储备的特殊风险性质》里定义。该列表被集中并再出版于指导标准2001/
  • 北婆罗太平洋战争爆发时,婆罗洲可以分为五个区域。其中位于北方的四个由英国统治:砂拉越、文莱、纳闽和英属北婆罗洲。剩余的南方大片土地则是荷属东印度(今印尼)的管辖范围。由于婆罗
  • 国家一级博物馆国家一级博物馆 (一级博物馆),是国家文物局为加强博物馆行业管理,充分发挥博物馆的社会服务功能,促进博物馆事业发展,而对中华人民共和国境内所有正式登记、注册并接受年检,具有文
  • 细乳液细乳液是一类特殊乳液。1973年由美国理海大学(Lehigh University)的Ugelstad首先提出。 典型配方为水,单体或单体混和物,乳化剂, 共乳化剂(典型为正十六烷和十六醇)和引发剂。细乳
  • Java持久化APIJava 持久化 API (JPA)是一个 Java 应用程序接口 规范,描述了使用 Java标准版平台(Java SE) 和 Java企业版平台(Java EE)的应用中的 关系数据 的管理。持久化,在这里包括三个层