機械技術者の自己啓発支援講座(第20回) | ||
機械技術者のための 工業力学入門 |
□ 回転運動をする剛体の慣性モーメント | |
機械技術者が日常の業務を進める上で必要となる力学の具体的で実践的な活用方法の習得を目指します。 | ||
前回は、角度、角速度、および角加速度について整理し、回転運動の運動方程式を示しました。本号では、回転運動する剛体の慣性モーメントについて考えます。 |
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8.3 剛体の慣性モーメント 質量m(kg)の物体を、角加速度α(rad/sec2)で、半径r(m)の円運動をさせる時の円周力f(N)および トルクt(N・m)は、次式で示されます。 一方、回転運動の運動方程式は、次式で示されます。 T=Iα ・・・・・・・・(2) (4)式と(2)式を比較すると、慣性モーメントI は、次のように表わされることがわかります。
それでは、複数の剛体を同時に回転させる場合、慣性モーメントはどうなるでしょうか。下図に示すように、 質量m1、m2、m3、……… の物体を同時に、加速度αで、半径r1、r2、r3、……… の円運動させるときの円周力FとトルクTは、それぞれの剛体の円周力、トルクを加え合わせたものになります。式に表わすと(5)式、(6)式のようになります。式中の記号狽ヘ、シグマと読み、加え合わせた答え(和)を表わします。 したがった、複数の剛体を同時に回転させる場合、慣性モーメントは、(6)式より、次式のようになります。 |
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