rotationströghet:motståndet mot rotation
* Definition: Rotational tröghet, ofta kallad tröghetsmoment, är ett mått på ett objekts motstånd mot förändringar i dess rotationsrörelse. Ju högre rotationströghet, desto svårare är det att starta eller stoppa ett objekts rotation eller att ändra dess rotationshastighet.
* Nyckelkoncept: Rotationens tröghet beror på både objektets massa och fördelningen av den massan relativt rotationsaxeln. Detta betyder hur massan är utspridd betyder mycket.
Hur storlek påverkar rotationens tröghet
* Ökad storlek =ökad rotationströghet: När du ökar storleken på ett objekt medan du håller massan konstant sprider du i huvudsak massan längre från rotationsaxeln. Detta leder till en högre rotationströghet.
* Tänk på det så här: Föreställ dig två tunna, platta skivor av lika massa. En disk är liten och den andra är större. För att snurra den mindre skivan måste du flytta mindre massa totalt sett, vilket gör det lättare att rotera. Den större disken kräver att man rör sig mer massa längre bort från mitten, vilket gör det svårare att rotera.
Varför händer detta?
* vridmoment och vinkelacceleration: Rotationströghet är direkt relaterad till vridmoment (kraften som orsakar rotation) och vinkelacceleration (hastigheten för förändring av rotationshastighet).
* Vridmoment =rotationsinerti x vinkelacceleration.
* mer avstånd =mer vridmoment behövs: När massan är längre från rotationsaxeln kräver den mer vridmoment för att producera samma vinkelacceleration. Det är därför större föremål med samma massa har högre rotationströghet.
Exempel:
* En ihålig sfär kontra en solid sfär: En ihålig sfär har sin massa fördelad längre från mitten än en solid sfär med samma massa. Därför kommer den ihåliga sfären att ha högre rotationströghet.
* En lång, tunn stång kontra en kort, tjock stav: Den långa, tunna stången har sin massa fördelat längre från rotationsaxeln när den roteras runt dess mitt. Den kommer att ha en högre rotationströghet än den korta, tjocka staven.
Sammanfattningsvis
Att öka storleken på ett föremål samtidigt som man håller sin massa konstant kommer att öka sin rotationströghet eftersom du sprider massan längre från rotationsaxeln, vilket kräver mer vridmoment för att ändra dess rotationsrörelse.
