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旋转动能

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旋轉動能角動能是物體旋轉的動能,是物體總動能的一部份。固定參考系於物體的質心,則旋轉動能與物體的轉動慣量之關係是

這裡,角速度轉動慣量

特別注意,在平移運動旋轉運動裡,動能的方程式的相似:

在旋轉系裡,轉動慣量代替了質量的角色;角速度代替了直線速度的角色。

  • 一個滾動的圓柱體,旋轉動能的能量變化範圍,大概是從等於它的平移動能的一半(如果是實心的),到等於它的平移動能(如果是空心的)。

地球的旋轉動能

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地球的自轉周期大約是23.93小時。它的角速度是7.29×10-5 rad·s-1。假設地球形狀是完美的球形,它的質量密度非常的均勻。那麼,它的轉動慣量是 = 9.72×1037 kg·m2(牛頓)。因此,它擁有旋轉動能2.58×1029焦耳

如此巨大的動能,如果能加以利用,肯定會造福人群。借著潮汐能,可以開發出一部份旋轉動能。但是,這方法也添加全球性浪潮的摩擦力,微量的減慢地球的角速度。依照角動量守恒定律,月亮環繞地球運行的角動量、距離、周期都會因此增加。

參見

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