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Momento de inércia

Storyboard

>Modelo

ID:(600, 0)



Momento de inércia de uma partícula fora do eixo

Equação

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Uma aplicação simples do teorema de Steiner é uma massa pontual m a uma distância L de um eixo. Como uma massa pontual não possui dimensões, ela não possui momento de inércia em relação ao seu centro de massa. No entanto, como o centro de massa está a uma distância de L do eixo, de acordo com o teorema de Steiner,

I = I_{CM} + m d ^2



o seu momento de inércia será

I = m L ^2

L
Comprimento do pêndulo
m
6282
I
Momento de inércia de um pêndulo matemático
kg m^2
9799
m
Ponto de massa
kg
6281
I_CM = m * l ^ 2 / 12 I_CM = m * ( a ^ 2 + b ^ 2 ) / 12 I_CM = m * r_c ^2/2 I_CM = m * ( h ^ 2 + 3 * r_c ^ 2 ) / 12 I_CM = 2 * m * r_e ^ 2 / 5I_t = sum_k I_k I = m * L ^2 I = @INT( rho * r ^2 , V ) I_CM = m * a ^2/6halLbmI_CMI_CMI_CMI_CMIII_kI_0I_tmr_er_c

.

ID:(9880, 0)



Método de cálculo do momento de inércia

Equação

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O momento de inércia total I_t de um objeto é calculado somando os momentos de inércia de suas partes que são comparáveis ao momento de inércia de uma partícula individual,

I = m r ^2



resultando em um momento de inércia como

I_t=\sum_kI_k

I_k
Momento de Inércia do k-ésimo Elemento
kg m^2
6160
I_t
Momento Total de Inércia
kg m^2
6161
I_CM = m * l ^ 2 / 12 I_CM = m * ( a ^ 2 + b ^ 2 ) / 12 I_CM = m * r_c ^2/2 I_CM = m * ( h ^ 2 + 3 * r_c ^ 2 ) / 12 I_CM = 2 * m * r_e ^ 2 / 5I_t = sum_k I_k I = m * L ^2 I = @INT( rho * r ^2 , V ) I_CM = m * a ^2/6halLbmI_CMI_CMI_CMI_CMIII_kI_0I_tmr_er_c

.

ID:(4438, 0)



Barra que gira em torno de um eixo \perp

Imagem

>Top


Uma barra com massa m e comprimento l que gira em torno do seu centro, que coincide com o centro de massa:

ID:(10962, 0)



Momento de inércia da barra de comprimento l eixo \perp

Equação

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O momento de inércia de uma barra que está em rotação em torno de um eixo perpendicular (\perp) que passa pelo centro é obtido ao dividir o corpo em pequenos volumes e somá-los:



resultando em

I_{CM} =\displaystyle\frac{1}{12} m l ^2

l
Comprimento da barra fina
m
6151
m
Massa corporal
kg
6150
I_{CM}
Momento de inércia CM de uma barra fina, eixo perpendicular
kg m^2
5323
I_CM = m * l ^ 2 / 12 I_CM = m * ( a ^ 2 + b ^ 2 ) / 12 I_CM = m * r_c ^2/2 I_CM = m * ( h ^ 2 + 3 * r_c ^ 2 ) / 12 I_CM = 2 * m * r_e ^ 2 / 5I_t = sum_k I_k I = m * L ^2 I = @INT( rho * r ^2 , V ) I_CM = m * a ^2/6halLbmI_CMI_CMI_CMI_CMIII_kI_0I_tmr_er_c

.

ID:(4432, 0)



Cilindro que gira em torno do eixo \parallel

Imagem

>Top


Uma rotação de um cilindro com massa m e raio r em torno do eixo do cilindro, onde o centro de massa (CM) está localizado a meia altura:

ID:(10964, 0)



Momento de inércia do cilindro, eixo \parallel

Equação

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O momento de inércia de um cilindro que está em rotação em torno de um eixo paralelo (\parallel) que passa pelo centro é obtido ao dividir o corpo em pequenos volumes e somá-los:



resultando em

I_{CM} =\displaystyle\frac{1}{2} m r_c ^2

m
Massa corporal
kg
6150
I_{CM}
Momento de inércia CM de um cilindro, eixo paralelo ao eixo do cilindro
kg m^2
5324
r_c
Raio do cilindro
m
5319
I_CM = m * l ^ 2 / 12 I_CM = m * ( a ^ 2 + b ^ 2 ) / 12 I_CM = m * r_c ^2/2 I_CM = m * ( h ^ 2 + 3 * r_c ^ 2 ) / 12 I_CM = 2 * m * r_e ^ 2 / 5I_t = sum_k I_k I = m * L ^2 I = @INT( rho * r ^2 , V ) I_CM = m * a ^2/6halLbmI_CMI_CMI_CMI_CMIII_kI_0I_tmr_er_c

.

ID:(4434, 0)



Cilindro que gira em torno do eixo \perp

Imagem

>Top


Neste cenário, um cilindro com massa m, raio r e altura h está girando em torno de um eixo perpendicular ao seu próprio eixo. Esse eixo passa pelo ponto médio do comprimento do cilindro, onde se encontra o centro de massa (CM):

ID:(10965, 0)



Momento de inércia do cilindro, eixo \perp

Equação

>Top, >Modelo


O momento de inércia de um cilindro que está em rotação em torno de um eixo perpendicular (\perp) que passa pelo centro é obtido ao dividir o corpo em pequenos volumes e somá-los:



resultando em

I_{CM} =\displaystyle\frac{1}{12} m ( h ^2+3 r_c ^2)

h
Altura do cilindro
m
5318
m
Massa corporal
kg
6150
r_c
Raio do cilindro
m
5319
I_CM = m * l ^ 2 / 12 I_CM = m * ( a ^ 2 + b ^ 2 ) / 12 I_CM = m * r_c ^2/2 I_CM = m * ( h ^ 2 + 3 * r_c ^ 2 ) / 12 I_CM = 2 * m * r_e ^ 2 / 5I_t = sum_k I_k I = m * L ^2 I = @INT( rho * r ^2 , V ) I_CM = m * a ^2/6halLbmI_CMI_CMI_CMI_CMIII_kI_0I_tmr_er_c

.

ID:(4435, 0)



Momento de inércia de um paralelepípedo regular

Imagem

>Top


Um paralelepípedo reto com massa m e lados a e b, perpendicular ao eixo de rotação, está girando em torno de seu centro de massa, que se encontra no centro geométrico do corpo:

ID:(10973, 0)



Momento de inércia de um paralelepípedo reto

Equação

>Top, >Modelo


O momento de inércia de um paralelepípedo que está em rotação em torno de um eixo que passa pelo centro é obtido ao dividir o corpo em pequenos volumes e somá-los:



resultando em

I_{CM} =\displaystyle\frac{1}{12} m ( a ^2+ b ^2)

a
Comprimento da aresta de um paralelepípedo reto
m
6152
b
Largura da aresta de um paralelepípedo reto
m
6153
m
Massa corporal
kg
6150
I_{CM}
Momento de Inércia CM de um Paralelepípedo, Eixo Central da Face
kg m^2
5322
I_CM = m * l ^ 2 / 12 I_CM = m * ( a ^ 2 + b ^ 2 ) / 12 I_CM = m * r_c ^2/2 I_CM = m * ( h ^ 2 + 3 * r_c ^ 2 ) / 12 I_CM = 2 * m * r_e ^ 2 / 5I_t = sum_k I_k I = m * L ^2 I = @INT( rho * r ^2 , V ) I_CM = m * a ^2/6halLbmI_CMI_CMI_CMI_CMIII_kI_0I_tmr_er_c

.

ID:(4433, 0)



Paralelepípedo direito

Imagem

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No caso de um paralelepípedo reto com massa m e lado a, o centro de massa está localizado no centro geométrico:

ID:(10963, 0)



Esfera

Imagem

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Uma esfera com massa m e raio r está girando em torno do seu centro de massa, que se localiza no centro da esfera:

ID:(10490, 0)



Momento de inércia de uma esfera

Equação

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O momento de inércia de uma esfera que gira em torno de um eixo que passa pelo centro é obtido pela segmentação do corpo em pequenos volumes e somando:



resultando em

I_{CM} =\displaystyle\frac{2}{5} m r_e ^2

m
Massa corporal
kg
6150
I_{CM}
Momento de Inércia CM de uma Esfera
kg m^2
5326
r_e
Raio da esfera
m
5321
I_CM = m * l ^ 2 / 12 I_CM = m * ( a ^ 2 + b ^ 2 ) / 12 I_CM = m * r_c ^2/2 I_CM = m * ( h ^ 2 + 3 * r_c ^ 2 ) / 12 I_CM = 2 * m * r_e ^ 2 / 5I_t = sum_k I_k I = m * L ^2 I = @INT( rho * r ^2 , V ) I_CM = m * a ^2/6halLbmI_CMI_CMI_CMI_CMIII_kI_0I_tmr_er_c

.

ID:(4436, 0)



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Video

Vídeo: Momento de inércia