慣性モーメントの計算
形(棒・円板・球・円筒)と質量、長さまたは半径を入れると、慣性モーメント(回転のさせにくさを表す量)を計算します。
kg
m
くわしい条件を変える(なくても計算できます)
m
計算方法
棒 中心を軸に回すときI=(1/12)ML²、はしを軸に回すときI=(1/3)ML²(Mは質量、Lは棒の長さ)
円板・中実の円柱 I=(1/2)MR²(Rは半径)
うすい中空の円筒(リング) I=MR²
中実の球 I=(2/5)MR² うすい中空の球殻 I=(2/3)MR²
例:質量1kg、半径0.1mの中実の球なら、慣性モーメントは(2/5)×1×0.1²=0.004kg・m²です。同じ質量・半径でも、質量が外側に集まっている形(円筒・球殻)ほど、慣性モーメントは大きくなります。
出典:棒・円板・円柱・球の慣性モーメントの定義式(剛体の回転運動における基本公式)
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よくある質問
慣性モーメントとは?
物体を回転させにくさ(回転を止めにくさ)を表す量で、直線運動でいう質量にあたります。
同じ質量・半径でも形で値が違うのはなぜ?
質量が回転軸から遠い(外側にある)ほど、慣性モーメントは大きくなります。中空の球殻や円筒は、同じ半径の中実の形より値が大きくなります。
棒を中心で回すのとはしで回すのとでは?
はしを軸にするほうが、質量の平均的な位置が軸から遠くなるため、慣性モーメントは大きくなります(中心の4倍)。
単位のkg・m²とは?
質量(kg)と長さの2乗(m²)をかけた単位で、回転運動でのエネルギーや運動量を計算するときに使います。
半径や長さが0のときは?
計算できません(実際には大きさのある物体として考えます)。