Momen quán tính là gì? Những yếu tố nào tác động đến momen quán tính? Công thức tính momen quán tính ra sao? Đó là thắc mắc của nhiều độc giả đã gửi về cho LabVIETCHEM trong thời kì qua và trong nội dung bài viết ngày hôm nay, chúng tôi sẽ giúp các bạn trả lời những thắc mắc đó.

Bạn Đang Xem: Momen quán tính là gì? Những yếu tố ảnh hưởng đến momen quán tính?

Giảng giải khái niệm momen quán tính là gì?

Momen quán tính là đại lượng vật lý đặc trưng cho mức quán tính của những vật thể ở trong chuyển động quay, giống như khối lượng trong chuyển động thẳng. Hiểu một cách đơn giản thì momen quán tính là đại diện thay mặt cho lực cản của vật thể thay đổi véc tơ vận tốc tức thời góc, Theo phong cách giống như cách khối lượng biểu thị khả năng chống lại sự thay đổi véc tơ vận tốc tức thời trong chuyển động không xoay (chuyển động thẳng), theo định luật chuyển động của Newton.

Nó được xác định dựa trên sự phân bổ khối lượng trong vật thể và vị trí của trục nên dù là cùng một đối tượng người tiêu dùng thì những giá trị quán tính vấn có thể rất khác nhau, tùy thuộc vào vị trí và vị trí hướng của trục quay.

Momen quán tính là gì

Các công thức tính momen quán tính

1. Công thức chung

Địa thế căn cứ vào khái niệm của momen quán tính, tất cả chúng ta có công thức tính như sau:

I = m.r2

Xem Thêm : Lòng tự trọng là gì? Ý nghĩa, biểu hiện và vai trò của tự trọng?

Trong số đó:

• M là khối lượng của vật mẫu
• r là khoảng tầm cách từ vật đến trục quay

Với hệ nhiều khối lượng có kích thước nhỏ thì momen quán tính của hệ được tính bằng tổng của momen quán tính từng khối lượng:

2. Công thức tính bằng tích phân

Công thức chung chỉ phù hợp cho những vật thể được xem như là tập hợp điểm riêng biệt và có thể được thêm vào tương đối dễ dàng. Nó gần như không thể vận dụng cho những đối tượng người tiêu dùng phức tạp hơn. Lúc này, bạn cần phải dùng công thức tính tích phân cho toàn bộ khối lượng. Giá trị độ lớn momen lực đây là hàm Xác Suất khối tại mỗi điểm r.

I = ∑i.mi.ri2

3. Hình cầu rỗng

Muốn xác định độ lớn momen quán tính cho những vật thể xoay quanh trục đi qua tâm quả cầu có hình trạng cầu rỗng với thành mỏng không đáng kể, ta sử dụng công thức như sau:

I = (2/5).m.r2

Xem Thêm : Lên Kế Hoạch Tiếng Anh Là Gì?

Trong số đó, m là khối lượng vật rắn và r là nửa đường kính của quả cầu

Tính momen quán tính của hình cầu rỗng

4. Quả cầu rắn

So với những vật quay hình cầu rắn với thành dày, công thức xác định momen quán tính sẽ là:

I = (2/3).m.r2

Xem Thêm : Lên Kế Hoạch Tiếng Anh Là Gì?

Trong số đó, m là khối lượng vật rắn và r là nửa đường kính của quả cầu

5. Vật thể có hình trạng chữ nhật với trục quay xuyên tâm

Với những vật quay hình trạng chữ nhật mỏng, thực hiện thao tác quay ở trên trục vuông góc với tâm của tấm (trục quay xuyên tâm) thì độ lớn của momen quán tính được xác định theo công thức sau:

I = (1/12).m.(a2 + b2 )

Trong số đó: m là khối lượng của vật, a là chiều dài hình chữ nhật và b là chiều rộng của vật thể hình chữ nhật.

Vật thể có hình trạng chữ nhật với trục quay xuyên tâm

6. Xi lanh rắn

Một hình trụ đặc có khối lương M quay trên một trục đi xuyên qua tâm của hình trụ với nửa đường kính R có momen quán tính được xác định theo công thức:

I = (1/2).M.R2

7. Xi lanh rỗng có thành mỏng

So với một hình trụ rỗng có khối lượng M, thành mỏng, có thể xem như là độ dày thành không đáng kể quay trên một trục đi qua tâm của hình trụ có nửa đường kính R sẽ sở hữu momen quán tính được xác định như sau:

I = M.R

Xi lanh rỗng có thành mỏng

8. Hình trụ rỗng

Công thức momen quán tính của hình trụ rỗng khối lượng M có trục quay trên một trục đi qua tâm của hình trụ với nửa đường kính trong là R1 và nửa đường kính ngoài là R2 được xác định là:

I = (1/2). M.( R12 + R22)

Hình trụ rỗng

9. Thanh mảnh có trục xuyên qua một đầu

Một thanh mảnh có khối lượng M khi quay trên một trục đi qua đầu que vuông góc với chiều dài L của nó sẽ sở hữu momen quán tính được xác định như sau

I = (1/3).M.L2

Công thức dời trục hay định lý Huyghen

Momen quán tính với trục ban sơ sẽ tiến hành xác định bằng tổng của momen quán tính với trục đi qua tâm song song với tích khối lượng vật và bình phương khoảng tầm cách giữa hai trục, cụ thể như sau:

I0 = I1+m.d2.I0 = I1 + m.d2

Xem Thêm : Lòng tự trọng là gì? Ý nghĩa, biểu hiện và vai trò của tự trọng?

Trong số đó:

• I0 là momen quán tính khi đối chiếu với trục ban sơ
• I1 là momen quán tính khi đối chiếu với trục mới
• m là khối lượng của vật
• d là khoảng tầm cách giữa hai trục

Một số công thức liên quan khác

Công thức tính toán hai đại lượng chính trong chuyển động quay với nhập cuộc là momen quán tính của một vật chuyển động xoay quanh một vật nhất thiết.

Động năng quay: K = l.ω2.K = l.ω2

Động lượng góc: L = l.ω.L = l.ω

Trong số đó, L là momen động lượng, l là momen quán tính và ω là véc tơ vận tốc tức thời góc quay.

Một số bài tập minh họa của momen quán tính

Bài tập 1: Cho hai đĩa tròn có momen quán tính là I­1 = 5.10-2 kg.m­2 và I2 = 3.10-2 kg.mét vuông quay đồng trục và cùng chiều với tốc độ góc tuần tự tương ứng là ω1 = 10 rad/s và ω2= 20 rad/s. Sau đó hai đĩa tròn này dính lại với nhau và cùng quay với tốc độ góc ω. Tính véc tơ vận tốc tức thời góc ω khi đã bỏ qua ma sát ở trục quay.

Hướng dẫn giải:

Ứng dụng định luật bảo toàn momen động lượng: I1 . ω1 + I­2 . ω2 = (I1 + I2) . ω

⇒ ω = (I1 . ω1 + I­2 . ω2 )/ (I1 + I2) = (5.10−2.10 + 3.10−2.20)/(5.10−2 + 3.10−2) = 13,75 (rad/s)

Bài tập 2: Trong chuyển động quay của một vật rắn, đại lượng như khối lượng trong chuyển động của chất điểm được gọi là:

A – Momen động lượng.

B – Momen quán tính.

C – Momen lực.

D – Tốc độ góc

Hướng dẫn giải

Momen quán tính là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính trong chuyển động quay của vật rắn và khối lượng đặc trưng cho mức quán tính của chất điểm nên đáp án sẽ là B – Momen quán tính.

Trên đây là một số vấn đề liên quan đến momen quán tính mà LabVIETCHEM muốn san sẻ đến độc giả. Hy vọng rằng, đây sẽ là những thông tin hữu ích mà chúng ta cũng có thể ứng dụng trong học tập và thực hiện.