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우주론

관성 모멘트

작성자뽀야|작성시간22.09.18|조회수221 목록 댓글 0

관성 모멘트는 어떤 물체가 주어진 축을 중심으로 일어나는 회전 운동을 변화시키기 어려운 정도를 나타내는 물리량이기도 하다. 예를 들어, 두 개의 질량이 같지만 반지름이 다른 원판 A와 B를 생각해보자. A가 반지름이 더 크고, 둘 모두 질량 분포가 균일하다 가정하자. A는 더 큰 원판이기 때문에, 같은 각속도로 돈다면 바깥쪽은 B보다 훨씬 더 빠르게 움직이게 된다. 때문에, A를 돌리는 것이 B를 돌리는 것보다 어렵다. 이러한 두 원판의 특성을 설명해주는 물리량이 관성 모멘트이다. 이 경우, A의 관성 모멘트는 B보다 크게 된다.

 

다이빙 선수들은 회전을 최대한 빠르게 하기 위해 몸을 움츠린다.

텐서형태에는 두 종류가 있다. 스칼라 형태는 간단한 경우에 주로 사용된다. 예를 들어, 도르래와 같이 회전축이 고정되어 있는 물체는 스칼라 형태를 사용하면 간단히 물리량 사이의 관계를 기술할 수 있다. 하지만, 회전축이 변하는 운동과 같은 복잡한 경우엔 각운동량 벡터와 각속도 벡터가 평행하지 않는 등 스칼라로 이 둘 사이의 관계를 기술하는게 불충분하기 때문에 텐서 형태를 사용한다. 이러한 경우의 예로 자이로스코프팽이인공위성의 운동이 있다.

기계공학자들은 단면 이차 모멘트와 관성 모멘트를 구별하기 위해 이를 질량 관성 모멘트(mass moment of inertia)라 부르기도 한다. 이 둘을 구별하는 가장 쉬운 방법은 단위를 비교하는 것이다. 덧붙여 말하면, 관성 모멘트는 물체가 비틀림에 저항할 수 있는 능력을 나타내는 극관성모멘트와도 헷갈리지 않도록 주의해야 한다.

 

스칼라 관성 모멘트

 

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