Kaj je vztrajnostni moment?

Vztrajnostni moment se nanaša na silo, ki je potrebna, da povzroči spremembo hitrosti vrtečega se predmeta. Vsi vrteči se predmeti imajo os ali točko, okoli katere se vrtijo. Nekateri predmeti zahtevajo več sile za spremembo hitrosti tega vrtenja kot drugi. Tisti, ki bodo zlahka spremenili hitrost vrtenja, imajo nizek vztrajnostni moment, medtem ko imajo tisti, ki jih je težko spremeniti, visok.

Ta koncept je prvi uvedel švicarski matematik in fizik Leonhard Euler leta 1730. Svojo teorijo je objavil v knjigi z naslovom Theoria Motus Corporum Solidorum Seu Rigidorum ali Teorija gibanja trdnih ali trdih teles. Formula, ki se uporablja za izračun, je I = km r2, v kateri je I enak vztrajnostni moment, k je vztrajnostna konstanta, ki je odvisna od oblike predmeta, m je enaka masi, r pa je razdalja med osjo in rotacijsko maso. . Pri telesih z nerodno obliko in brez očitne konstante lahko niz poskusov pomaga določiti stopnjo.

Pogost primer je, da pomislimo na drsalca, ki se vrti. Ko drsalka začne vrteti, iztegne roke in nazaj ter stran od telesa, da ustvari počasno vrtenje. Ko doseže konec vrtenja, stisne roke in zategne okvir, zaradi česar se vrti veliko hitreje. Svojo maso je utrdila bližje osi, zmanjšala vztrajnostni moment in zmanjšala napor, potreben za hitro vrtenje. Brez spremembe v sili lahko pospeši svojo hitrost vrtenja.

Za to meritev obstaja veliko praktičnih aplikacij. Proizvajalci avtomobilov ga pozorno preučijo, da ugotovijo, kako hitro se bo avtomobil ušel izpod nadzora. Cilj je ustvariti visok trenutek, tako da je manj verjetno, da bo avto izgubil nadzor v vrtenju.
Številni športi uporabljajo tudi koncept, na vrhu seznama so golf, baseball in potapljanje. Potapljači se ukvarjajo s tem, katere kote lahko uporabijo za ustvarjanje najnižjega trenutka in najhitrejšega vrtenja, da bi zaključili premik in brezhibno vstopili v vodo. Tako igralci bejzbola kot golfisti ustvarjajo gladek in učinkovit zamah, da žogico udarijo s pravimi koti in s silo, ki je potrebna, da lahko leti daleč brez pretirane uporabe mišic.