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離心力與半徑
離心力與半徑
更新时间:2025-03-22 20:52:10

離心力與半徑?轉動慣量與離心力啥關系?,我來為大家講解一下關于離心力與半徑?跟着小編一起來看一看吧!

離心力與半徑(轉動慣量與離心力啥關系)1

離心力與半徑

轉動慣量與離心力啥關系?

一、轉動慣量(Momentum of Inertia)

1、質量轉動慣量基本定義:

剛體繞軸轉動時慣性(回轉物體保持其勻速圓周運動或靜止的特性)的量度,用字母I或J表示。

在經典力學中,轉動慣量(又稱質量慣性矩,簡稱慣矩)通常以I 或J表示,SI 單位為 kg·m²。

對于一個質點,

J(I) =1/2* mr²,

其中 m 是其質量,r 是質點和轉軸的垂直距離。

2、動力學公式:

角動量L:質點動量p對O點之動量矩(通常稱為角動量)L(O)(簡記為L

L=Iω, ω:剛體角速度。I:剛體轉動慣量。

定軸轉動動能E:

E=1/2*Iω2,

二、離心力(centrifugal force)

是一種虛拟力,是一種慣性的體現,它使旋轉的物體遠離它的旋轉中心。

  1. 離心力的産生:

想象一個圍繞中心旋轉的圓盤,角速度為ω。在圓盤上有一個質量為m木塊,木塊由繩子連接,繩子的另一端固定在圓盤的中心(也是旋轉中心),繩長為r。木塊随圓盤一同轉動,假設沒有任何摩擦力,木塊的旋轉是由于繩子的拉力。在随圓盤一同轉動的觀察者看來,木塊是靜止的。

根據牛頓定律,木塊受到的合力應為零。但是木塊隻受到一個力,就是繩子的拉力,所以合力不為零。那麼這違反牛頓定律嗎?

牛頓定律隻有在慣性系下才成立,但是随圓盤一同轉動的觀察者所在的參考系是非慣性系,所以牛頓定律在這裡不成立。為了使牛頓定律在非慣性系下仍然成立,那麼就需要引用一個慣性力,即離心力

離心力的大小為 ,與繩子提供的拉力相等,但方向與之相反。引入離心力後,在随圓盤一同轉動的觀察者看來,木塊同時受到繩子的拉力和離心力,大小相等,方向相反,合力為零。此時木塊靜止,牛頓定律成立。

F離心力=m*ω2*r

  1. 相對離心力:

通常離心力常用地球引力的倍數來表示,因而稱為相對離心力 “ RCF ”。或者用數字乘“g”來表示,例如25000×g,則表示相對離心力為25000。相對離心力是指在離心場中,作用于顆粒的離心力相當于地球重力的倍數,單位是重力加速度“g”(980cm/sec2),此時“RCF”相對離心力可用下式計算:

RCF = 1.119×10-5×(rpm)2* r ,單位:.g。 ( rpm — revolutions per minute每分鐘轉數,r:旋轉半徑,cm)

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