O momento de inércia (I) indica o quão difícil é acelerar ou desacelerar a rotação de um objeto, da mesma forma que a massa comum indica o quão difícil é acelerá-lo ou desacelerá-lo em linha reta. Esta calculadora calcula I para as sete formas mais comuns de livros didáticos, além de como I muda quando o eixo de rotação é deslocado do centro de massa.

Como funciona a calculadora do momento de inércia

A fórmula de cada forma vem da integração de r² sobre cada bit de massa do objeto, onde r é a distância desse bit ao eixo. Uma massa pontual concentra tudo a uma distância, dando o caso mais simples, I = m r². Formas estendidas (hastes, discos, esferas, aros) espalham a massa por uma variedade de distâncias, de modo que suas fórmulas carregam um coeficiente fracionário (1/12, 1/3, 1/2, 2/5, 2/3 ou 1) que captura como essa massa é distribuída em relação a r ou L. Esses são resultados padrão da mecânica de corpo rígido para objetos de densidade uniforme em torno do eixo nomeado para cada forma.

Entradas e o que elas significam

Massa (m) é a massa total do objeto em quilogramas. A entrada de raio ou comprimento (r ou L) é o tamanho característico do objeto - o raio para discos, esferas, aros, cilindros e a distância de uma massa pontual do eixo, ou o comprimento total de uma haste. Na guia Eixo Paralelo, o deslocamento do eixo (d) é a distância entre o eixo do centro de massa do próprio objeto e o novo eixo sobre o qual você realmente deseja falar; um deslocamento maior aumenta I em m d², independentemente da forma do objeto.

Limites e casos extremos

Essas fórmulas assumem densidade uniforme e formas idealizadas - um volante real com raios, uma esfera não uniforme ou uma haste com pesos finais terão um I diferente daquele fornecido pela fórmula simples do livro didático. A calculadora também assume unidades do SI (quilogramas, metros, kg·m²); sistemas de unidades de mistura produzirão silenciosamente uma resposta errada. Para um cálculo de spin-up acionado por torque, uma vez que você tenha I, consulte a Calculadora de Torque e a relação τ = I α.