在物理学中,转动惯量是一个描述物体绕轴旋转时惯性的物理量。它类似于质量在直线运动中的作用,但用于旋转运动。不同的形状和质量分布的物体具有不同的转动惯量。为了方便计算,我们可以将常见物体的转动惯量公式整理成一个表格。
以下是几种常见形状物体的转动惯量公式表:
| 物体形状 | 转动惯量公式 |
|--------------------------|--------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 质点 | \( I = mr^2 \) |
| 均匀细杆(绕中心轴) | \( I = \frac{1}{12} ML^2 \) |
| 均匀细杆(绕端点) | \( I = \frac{1}{3} ML^2 \)|
| 圆盘或圆环(绕中心轴) | \( I = \frac{1}{2} MR^2 \)|
| 球体(绕直径) | \( I = \frac{2}{5} MR^2 \)|
| 空心球体(绕直径) | \( I = \frac{2}{3} MR^2 \)|
| 长方体(绕中心轴) | \( I = \frac{1}{12} M(a^2 + b^2) \) |
| 环形物体(绕中心轴) | \( I = MR^2 \)|
这些公式适用于特定的质量分布和几何形状。在使用这些公式时,需要注意物体的密度是否均匀以及轴的位置是否符合公式的条件。
通过这个表格,我们可以快速查找到不同形状物体的转动惯量公式,从而更方便地进行相关的物理计算。在实际应用中,转动惯量的概念广泛应用于机械工程、航空航天等领域,对于分析和设计旋转设备至关重要。


