회전 관성이란 무엇을 의미하나요
속이 꽉 찬 구체와 속이 텅 빈 구체는 회전 관성이 다르다고 하던데요 여기서 회전 관성이란 무엇이고 그 공식은 무엇인가요. 궁금합니다
2개의 답변이 있어요!안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.
회전 관성이란 물체가 회전하는 동안 그것을 멈추려는 성질을 말합니다. 즉 물체가 회전하는 방향을 유지하려는 성질을 의미합니다. 이는 물체의 질량과 모양 그리고 회전하는 축의 위치에 따라 달라집니다.
회전 관성의 공식은 다음과 같습니다. 관성 모멘트(I)는 물체의 질량(m)과 반지름(r)의 제곱에 비례합니다. 즉 I = mr^2 입니다. 이를 수식으로 나타내면 관성 모멘트는 I = Σmr^2로 표현할 수 있습니다. 여기서 Σ는 물체의 모든 부분에 대한 합을 의미합니다.
이러한 관성 모멘트는 물체가 회전하는 축의 위치에 따라 달라지기 때문에 물체의 회전을 예측하고 설명하는 데 매우 중요한 개념입니다. 예를 들어 회전하는 자전거 바퀴의 관성 모멘트는 바퀴의 반지름에 따라 달라집니다. 따라서 바퀴의 반지름을 줄이면 관성 모멘트가 작아지고 회전하는 물체를 멈추는 데 필요한 힘도 작아집니다.
이렇듯 회전 관성은 물체의 회전 운동을 이해하는 데 매우 중요한 개념이므로 과학을 공부하시는 분들께서는 이를 꼭 알고 계셔야 합니다. 감사합니다.
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안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.
똑같은 돌림힘을 가하더라도 물체에 따라 각가속도가 다를 것입니다. 똑같은 돌림힘을 가하더라도 물체가 계속해서 회전을 유지하려는 성질이 크다면 각가속도는 작고, 회전을 유지하려는 성질이 작다면 각가속도는 클 것입니다. 이런 성질(회전과 관계된 관성)을 표현하는 물리양이 필요합니다. 이를 회전 관성(rotational inertia)라고도 하고, 관성 모멘트(moment of inertia)라고도 합니다. 회전관성이 크다는 말은 회전을 계속 유지하려는 성질이 크다는 말이고, (돌림힘이 같더라도) 회전관성이 큰 물체일 수록 각가속도의 변화는 더 작습니다. 이것도 일상적인 용어로 말한다면 ‘묵직하다’ 정도가 될 것입니다.
질량이든 관성 모멘트/회전 관성이든 둘 다 운동과 힘/ 돌림힘의 관계를 볼 때 묵직한 정도를 표현하기 위한 물리 개념입니다.
