伸展定则

在经典力学中,拉伸规则(有时称为劳斯规则)指出,当物体平行于作为主轴的旋转轴拉伸时,刚性物体的惯性矩不变,前提是 除平行于轴的方向外,质量分布保持不变。 此操作使平行于轴的圆柱体的半径不变。

此规则可与平行轴定理和垂直轴规则一起应用,以求出各种形状的惯性矩。

推导

刚体绕 z 轴的(标量)惯性矩由下式给出:

I z = ∫ V d 3 r ρ ( r ) r 2

其中 r 是点到 z 轴的距离。 我们可以按如下方式扩展,因为我们只处理在 z 轴上的拉伸:

I z = ∫ 0 L d z ∫ x , y d xd y ρ ( x , y , z ) r 2

伸展定则

这里,L是身体的高度。 沿 z 轴将物体拉伸倍数相当于将质量密度除以,以及在新极限 0 上积分 和一个 L(物体的新高度),因此总质量保持不变。

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