垂直轴定理
编辑垂直轴定理(或平面图形定理)指出平面薄板(即二维物体)关于垂直于薄板平面的轴的惯性矩等于薄板的惯性矩之和 围绕彼此成直角的两个轴,在其自己的平面中,在垂直轴通过它的点处彼此相交。
定义垂直轴 x {displaystyle x} , y {displaystyle y} 和 z {displaystyle z} (它们在原点 O {displaystyle O} 相交)使得主体位于 x y { displaystyle xy} 平面,而 z {displaystyle z} 轴垂直于身体的平面。 设 Ix、Iy 和 Iz 分别是关于轴 x、y、z 的惯性矩。
该规则可以与平行轴定理和拉伸规则一起应用,以求出各种形状的极惯性矩。
如果平面物体具有旋转对称性,使得 I x {displaystyle I_{x}} 和 I y {displaystyle I_{y}} 相等,则垂直轴定理提供有用的关系
推导
编辑在笛卡尔坐标系下,平面体关于 z {displaystyle z} 轴的惯性矩
在平面上,z = 0 {displaystyle z=0} ,因此这两项分别是关于 x {displaystyle x} 和 y {displaystyle y} 轴的惯性矩,给出垂直轴定理 .这个定理的逆也类似推导出来。
因此对于y轴旋转,点距旋转轴的偏差距离等于 它的 x 坐标。
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