Mit diesen Näherungen ergibt sich für das Trägheitsmoment einer Hantel I = 2m * r². Beachten Sie, dass zwei Massen zum Drehen gebracht werden. Bei einer Masse m = 0, 5 kg und einem Abstand r = 0, 2 m von der Drehachse erhalten Sie I = 1 kg * (0, 2 m)² = 0, 04 kgm². Zum Vergleich: In der gleichen Größenordnung liegen die Trägheitsmomente von Spielzeugkreiseln, wenn sich diese um ihre Drehachse rotieren. Wie hilfreich finden Sie diesen Artikel? LP – Das Trägheitsmoment. Verwandte Artikel Redaktionstipp: Hilfreiche Videos 3:16 2:38 Wohlfühlen in der Schule Fachgebiete im Überblick
Abbildung 1. Betrachten wir einen Zylinder der Länge #L#, Masse #M#und Radius #R# so platziert, dass #z# Achse ist entlang seiner Mittelachse wie in der Figur. Wir wissen, dass seine Dichte #rho="Mass"/"Volume"=M/V#. Abbildung 2. Angenommen, der Zylinder besteht aus unendlich dünnen Scheiben mit einer Dicke von jeweils 1 mm #dz#. Wenn #dm# ist dann die Masse einer solchen Scheibe #dm=rho times "Volume of disk"# or #dm=M/V times (pi R^)#, da #V="Areal of circular face"xx"length"=pi R^2L#, wir erhalten #dm=M/(pi R^2L) times (pi R^)# or #dm=M/Ldz#...... Formeln & Herleitung für Massen-Trägheitsmomente - DI Strommer. (1) Schritt 1. Wir kennen diesen Trägheitsmoment einer kreisförmigen Massenscheibe #m# und vom Radius #R# um seine Mittelachse ist das gleiche wie für einen Massenzylinder #M# und Radius #R# und ist durch die Gleichung gegeben #I_z=1/2mR^2#. In unserem Fall #dI_z=1/2dmR^2#...... (2) Schritt 2. Beachten Sie aus Abbildung 2, dass dieses Trägheitsmoment ungefähr berechnet wurde #z# Achse. In dem Problem müssen wir das Trägheitsmoment um die Querachse (senkrecht) finden, die durch sein Zentrum verläuft.
Bei einem ausgedehnten Körper addieren sich die Trägheitsmomente aller (kleinen) Massen bzw. Massenpunkte; im Grenzfall einer kontinuierlich verteilten Masse hat man es mit einem Integral über die gesamte Masse sowie deren unterschiedlichen Abständen zur Drehachse zu tun. In manchen Fällen ist das "Knacken" eines solchen Integrals erheblicher mathematischer Aufwand. Eine Hantel rotiert - so können Sie vorgehen Vereinfachen Sie zunächst das Problem. Formel: Vollzylinder - Symmetrieachse (Trägheitsmoment). Im betrachteten Fall bestehe die Hantel aus einer Stange, deren Masse im Verhältnis zu den beiden an ihren Enden befindlichen Kugeln vernachlässigt werden soll (ansonsten müssen Sie noch zusätzlich das Trägheitsmoment einer rotierenden Stange berechnen). Das Trägheitsmoment ist ein Maß für den Widerstand, den Körper einer Drehbewegung entgegensetzen. … Die Hantel rotiert um eine Achse, die durch die Mitte der Stange geht und senkrecht zu dieser ist. Die beiden Kugeln haben eine identische Masse m sowie den Abstand r zur Drehachse. Vernachlässigt ist hier ebenfalls die Ausdehnung der Kugeln, was zu unterschiedlichen Drehachsenabständen und einer Integration führen würde.
Für das Volumen bedeutet dies:. Die Oberfläche des Kugelrings setzt sich aus der symmetrischen Kugelzone und dem Mantel des Zylinders zusammen:. Weitere Kugelteile [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Kugelsegment Kugelschicht Kugelsektor Kugelkeil Literatur [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Gardner, M. : Hexaflexagons and Other Mathematical Diversions: The First Scientific American Book of Puzzles and Games (1959, 1988; University of Chicago Press, ISBN 0226282546, Seiten 113–121). Weisstein, Eric W. : Spherical Ring. From MathWorld--A Wolfram Web Resource; siehe Spherical Ring. Bartsch, Hans-Jochen: Mathematische Formeln, 10. Auflage, 1971, Buch- und Zeitverlagsgesellschaft mbH, Köln, ohne ISBN. Weblinks [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Abbildung 8587 zeigt ein Foto des Versuches mit Zubehör: Teil A: Trägheitsmoment aus Drehschwingungen: Gestell mit Drillachse, Scheibe mit Gradeinteilung, Gewichtssatz, 7 Versuchskörper, Schieblehre, Maßstab, Stoppuhr. Die Abbildungen 4010 bis 4017 und 4019 skizzieren den Versuchsaufbau mit den verschiedenen Probekörpern. Eine Spiralfeder verbindet die zentrale feste Achse mit einem drehbar gelagerten flachen Hohlzylinder, der als Träger für die Probekörper dient. Nach Auslenkung aus der Ruhelage beobachtet man Drehschwingungen des Systems aus Hohlzylinder und Probekörper. Teil B: Trägheitsmoment aus Winkelbeschleunigung: Rad, Registrierpapier, Gewichtssatz, Zusatzgewicht, Zeitmarkengeber (Taktfrequenz Hz), Stoppuhr. Abbildung 4031 skizziert die Versuchsanordnung. Ein an einem Faden befestigter fallender Körper der Masse setzt über ein kleines Rad ein großes Rad in Bewegung, das mit Registrierpapier belegt ist. Ein umlaufender Draht dient als Zeitmarkengeber, der in Abständen von 0. 1 s eine Markierung auf das Registrierpapier zeichnet.
7: Quader Analog gilt und Für einen Würfel () findet man M. Keim, H. J. Lüdde