大学物理刚体力学,求如何证明式子

大学物理刚体力学,求如何证明式子很想知道到底是咋证明的中,但鉴于自己是个学渣,就拜托学霸了,麻烦讲的详细一些

任何一本力学教科书都会有对此的分析和解答。
思路很明确:根据物体的对称性,先选取合适的质量微元dm,根据转动惯量的定义,写出质元转动惯量的表达式dJ=r^2*dm,进一步把质元表示为到转轴距离的函数,一般需要引入线密度面密度体密度之类的。最后一步,做定积分求出物体的转动惯量。
一步一步地来:最简单的当属质点了,设质点质量为m,到固定转轴的距离为r,则直接就能写出转动惯量J=mr^2
次一点的是圆环或薄筒,在圆环上取一小段圆弧dL,圆弧所对的圆心角为Rdθ,线密度为b=m/2πR,则这一小段圆弧表示的质量微元dm=bdL=bRdθ,θ取值范围显然是θ∈[0,2π],
则质元dm对转轴的转动惯量微元dJ=R^2*dm;对θ从0到2π积分:J=inf(dJ,θ=0..2π)=...
-->J=mR^2,具有质点的转动惯量相同形式;
继续扩展到厚圆环,令内半径为零就得到圆盘(或圆柱体)的J=mR^2/2,杆的也类似,
一些基本的须记住,比如单个质点,圆环,圆筒,圆柱体,球,球壳,杆,还要会用平行轴定理垂直轴定理。
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