球の慣性モーメント
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2012.09.15
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質量
、 半径
の内部が均一な球があります。 この球が自転するときの慣性モーメントを求めてみましょう。 そのためには、 面積分で登場する2重積分という数学的方法を使います。
まず、 球の密度
は次のようになります。
球の自転軸上にあって、 両端が球の中心からそれぞれ
と
離れた所にある線分があります。 この線分を中心軸として、 中心軸に対して垂直に切り出された厚さ
の円盤台の、 中心軸から半径
から 半径
の間の輪の部分の慣性モーメントは次のようになります。
したがて、 球全体の慣性モーメントは次のようになります。