What is the moment of inertia about an axis parallel to the x-axis passing through the center of mass for four particles with masses and coordinates: m1 = 1 kg, (0,0); m2 = 2 kg, (1,1); m3 = 3 kg, (2,2); m4 = 4 kg, (3,3)? Create a diagram and indicate the distances from the points to the axis of rotation.
Raisa
Хорошо, давайте начнем с создания диаграммы. Вот координатная плоскость, где (0,0) будет центром координат:
| | | | |
4 | | | | m4 |
_____________
| m3| | | |
3 |___|___| | |
| | m2| | |
2 | |___|___| |
| | | m1| |
1 | | |___|___|
0 1 2 3 4
x-ось
Теперь рассмотрим задачу на нахождение момента инерции относительно оси, параллельной оси x, проходящей через центр масс системы.
Момент инерции относительно данной оси для каждой точки можно вычислить по формуле I = m * r^2, где m - масса точки, а r - расстояние от точки до оси.
1) Для точки m1 с массой 1 кг, координаты (0,0):
Расстояние от точки m1 до оси рассчитывается по формуле r = x, где x - координата точки на оси x.
Расстояние r1 = 0.
Момент инерции для точки m1: I1 = m1 * r1^2 = 1 * 0^2 = 0.
2) Для точки m2 с массой 2 кг, координаты (1,1):
Расстояние от точки m2 до оси: r2 = y - 1 = 1 - 1 = 0.
Момент инерции для точки m2: I2 = m2 * r2^2 = 2 * 0^2 = 0.
3) Для точки m3 с массой 3 кг, координаты (2,2):
Расстояние от точки m3 до оси: r3 = y - 2 = 2 - 2 = 0.
Момент инерции для точки m3: I3 = m3 * r3^2 = 3 * 0^2 = 0.
4) Для точки m4 с массой 4 кг, координаты (3,3):
Расстояние от точки m4 до оси: r4 = y - 3 = 3 - 3 = 0.
Момент инерции для точки m4: I4 = m4 * r4^2 = 4 * 0^2 = 0.
Таким образом, момент инерции системы четырех точек относительно оси, параллельной оси x, проходящей через центр масс, равен сумме моментов инерции каждой точки, что в данном случае равно 0.
Ответ: Момент инерции системы равен 0.
| | | | |
4 | | | | m4 |
_____________
| m3| | | |
3 |___|___| | |
| | m2| | |
2 | |___|___| |
| | | m1| |
1 | | |___|___|
0 1 2 3 4
x-ось
Теперь рассмотрим задачу на нахождение момента инерции относительно оси, параллельной оси x, проходящей через центр масс системы.
Момент инерции относительно данной оси для каждой точки можно вычислить по формуле I = m * r^2, где m - масса точки, а r - расстояние от точки до оси.
1) Для точки m1 с массой 1 кг, координаты (0,0):
Расстояние от точки m1 до оси рассчитывается по формуле r = x, где x - координата точки на оси x.
Расстояние r1 = 0.
Момент инерции для точки m1: I1 = m1 * r1^2 = 1 * 0^2 = 0.
2) Для точки m2 с массой 2 кг, координаты (1,1):
Расстояние от точки m2 до оси: r2 = y - 1 = 1 - 1 = 0.
Момент инерции для точки m2: I2 = m2 * r2^2 = 2 * 0^2 = 0.
3) Для точки m3 с массой 3 кг, координаты (2,2):
Расстояние от точки m3 до оси: r3 = y - 2 = 2 - 2 = 0.
Момент инерции для точки m3: I3 = m3 * r3^2 = 3 * 0^2 = 0.
4) Для точки m4 с массой 4 кг, координаты (3,3):
Расстояние от точки m4 до оси: r4 = y - 3 = 3 - 3 = 0.
Момент инерции для точки m4: I4 = m4 * r4^2 = 4 * 0^2 = 0.
Таким образом, момент инерции системы четырех точек относительно оси, параллельной оси x, проходящей через центр масс, равен сумме моментов инерции каждой точки, что в данном случае равно 0.
Ответ: Момент инерции системы равен 0.
Знаешь ответ?