La deuxième loi de Newton pour le mouvement de rotation
* mouvement linéaire: La force (f) est directement proportionnelle à la masse (m) et à l'accélération (a): f =ma
* Mouvement de rotation: Le couple (τ) est directement proportionnel au moment d'inertie (i) et d'accélération angulaire (α): τ =iα
Concepts clés
* couple (τ): La force de rotation qui fait tourner un objet. Il s'agit d'une quantité vectorielle et est calculé comme le produit de la force appliquée et la distance perpendiculaire de l'axe de rotation au point où la force est appliquée.
* Moment d'inertie (i): Une mesure de la résistance d'un objet aux changements de son mouvement de rotation. Cela dépend de la distribution de masse de l'objet et de l'axe de rotation.
* Accélération angulaire (α): Le taux de changement de vitesse angulaire. Il nous dit à quelle vitesse la vitesse de rotation d'un objet change.
Explication
L'équation τ =iα nous dit ce qui suit:
* Couple plus grand: Un couple plus grand produira une plus grande accélération angulaire. Cela signifie que l'objet tourne plus rapidement.
* Moment plus grand d'inertie: Un moment plus important d'inertie nécessite plus de couple pour obtenir la même accélération angulaire. En effet, les objets avec des moments d'inertie plus importants sont plus résistants aux changements dans leur mouvement de rotation.
Analogie
Pensez à pousser une boîte lourde sur un sol. La force que vous appliquez est analogue au couple, et la masse de la boîte est analogue au moment d'inertie de l'objet. L'accélération de la boîte est analogue à l'accélération angulaire.
* Une forte poussée (grande force) fait accélérer la boîte plus rapidement.
* Une boîte plus lourde (masse plus grande) nécessite une plus grande force pour produire la même accélération.
en résumé
Le couple est la cause de l'accélération angulaire, tout comme la force est la cause de l'accélération linéaire. Le moment d'inertie d'un objet agit comme une mesure de sa résistance à l'accélération angulaire, similaire à la façon dont la masse agit comme une mesure de résistance à l'accélération linéaire.
