ВВЕДЕНИЕ. Моментом инерции материальной точки относительно какой-нибудь оси, называется произведение её массы на квадрат расстояния до этой оси

Моментом инерции материальной точки относительно какой-нибудь оси, называется произведение её массы на квадрат расстояния до этой оси. Моментом инерции тела относительно оси вращения называется сумма моментов инерции всех точек тела /рис. 3.1/, относительно этой оси:

I= (3.1)

Рис. 3.1.

Для тела, имеющего плотность момент инерции может быть вычислен путем интегрирования

I= (3.2.)

где dV - элемент объема. Интегрирование должно быть распространено на весь объем тела. Как видно из формул (3.1.) и (3.2.) момент инерции относительно данной оси, как и масса тела не зависит от характера движения, а зависит от размеров, формы, плотности тела.

Если момент инерции относительно оси, проходящей через центр массы тела равен I_o, то момент инерции относительно любой другой параллельной оси может быть вычислен на основании теоремы Штейнера

I= I_o+md² (3.4)

где d- расстояние между осями.

Основной закон динамики для вращательного движения записывается так:

=I· (3.5)

Величина I называется моментом импульса, или моментом количества движения. Таким образом, если на вращающееся тело не действует момент сил, то оно будет вращаться неопределенно долго, сохраняя постоянным имеющийся у него момент количества движения. Для замкнутой системы имеет место закон сохранения момента импульса.

В замкнутой системе тел полный момент импульса тел, входящих в эту систему, не изменяется.

Уменьшение момента импульса одного тела, ведет к увеличению момента импульса других тел. Легко видеть, что в случае вращательного движения, момент инерции играет такую же роль, как масса при поступательном движении; угловая скорость - роль линейной скорости, момент силы - роль силы; момент импульса - роль импульса.