回転運動と慣性モーメント

テキスト p.64〜67

回転運動の慣性は、回転軸からの距離に応じた質量分布で与えられる慣性モーメントで決まり、慣性モーメントが大きいほど回転しにくく、また一度回転始めると 止まりにくくなる。

棒の慣性モーメント(Rod)

Startボタンを押すと、一瞬両方に同じ力がかかり、棒が回り始める。

棒の中心を通り、棒に垂直な回転軸の回りに回す場合と、棒の端を通り棒に垂直な回転軸の回りに回す場合を比較すると、 棒の中心を回転軸としたほうが回し易いので、中心を軸とした慣性モーメントの方が小さいことがわかる。

円盤の慣性モーメント(Disk & Ring)

Startボタンを押すと、両方とも同じ速度で回ります。しばらくすると、「break!」と表示されて両方に同じ力で抵抗がかかり、やがて止まる。円盤(disk)より車輪(ring)の方が長く回りつづける。

これは、一様な円盤と、円周上にのみ物質のある車輪の場合、車輪のほうが慣性モーメントが大きいので回りにくく、また逆に回り出したら止まりにくいからである。


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