旋转动能

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旋转动能角动能是物体旋转的动能,是物体总动能的一部份。固定参考系于物体的质心,则旋转动能与物体的转动惯量之关系是

E_{rotation} = \frac{1}{2} I \omega^2\,\!

这裡,\omega\,\!角速度I\,\!转动惯量

特别注意,在平移运动与旋转运动裡,动能的方程式的相似:

E_{translational}=\frac{1}{2} mv^2 \,\!

在旋转系裡,转动惯量I\,\!代替了质量m\,\!的角色;角速度\omega\,\!代替了直线速度v\,\!的角色。

  • 一个滚动的圆柱体,旋转动能的能量变化范围,大概是从等于它的平移动能的一半(如果是实心的),到等于它的平移动能(如果是空心的)。

地球的旋转动能[编辑]

地球的自转周期大约是23.93小时。它的角速度是7.29×10-5 rad·s-1。假设地球形状是完美的球形,它的质量密度非常的均匀。那麼,它的转动惯量是I\,\! = 9.72×1037 kg·m2。因此,它拥有旋转动能2.58×1029焦耳。

如此巨大的动能,如果能加以利用,肯定会造福人群。借着潮汐能,可以开发出一部份旋转动能。但是,这方法也添加全球性浪潮的摩擦力,微量的减慢地球的角速度\omega\,\!。依照角动量守恒定律,月亮环绕地球运行的角动量、距离、周期都会因此增加。

参见[编辑]