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관성 모멘트가 왜 그 링보다 단단한 디스크가 더 작습니까?

당신은 절대적으로 옳습니다! 고체 디스크의 관성 순간은 실제로 더 작습니다 같은 질량과 반경을 가진 링보다. 이유는 다음과 같습니다.

관성의 순간 이해

* 정의 : 관성 모멘트 (I)는 회전 운동의 변화에 ​​대한 물체의 저항을 측정 한 것입니다. 그것을 질량과 동등한 것으로 생각하십시오.

* 질량 분포 : 덩어리가 회전 축에서 분포 될수록 관성 모멘트가 더 커집니다.

디스크와 링 비교

* 솔리드 디스크 : 질량은 디스크의 전체 영역 전체에 분포되며, 일부 질량은 다른 지역보다 회전 축에 더 가깝습니다.

* 링 : 모든 질량은 회전 축에서 멀리 떨어진 바깥 쪽 가장자리에 집중됩니다.

주요 차이 :

링의 질량은 모두 회전 축에서 더 먼 거리에 있기 때문에 디스크보다 관성 모멘트가 더 큽니다. 이것은 링이 회전하기가 더 어려워지고 일단 회전하면 속도가 느려집니다.

공식과 직관 :

고체 디스크 및 고리의 관성 모멘트는 다음 공식으로 계산할 수 있습니다.

* 솔리드 디스크 : I =(1/2) MR²

* 링 : I =MR²

링의 관성 모멘트는 단순한 디스크의 두 배입니다. 이것은 질량 분포의 차이를 직접 반영합니다.

이렇게 생각하십시오 :

가장자리에 동전을 돌리려고하는 것과 훌라 후프를 상상해보십시오. 훌라 후프 (고리와 유사)는 질량이 더 멀어서 회전하기가 훨씬 어려울 것입니다. 동전 (디스크와 유사)은 질량의 일부가 회전 축에 더 가깝기 때문에 회전하기가 더 쉽습니다.

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