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- 1 什么是旋轉能量
什么是旋轉能量
編輯旋轉能量是由于物體旋轉而產生的動能,是其總動能的一部分。分別觀察圍繞物體旋轉軸的旋轉能量。
旋轉所需或施加的機械功是扭矩乘以旋轉角度。角加速體的瞬時功率是扭矩乘以角速度。對于自由浮動(未連接)的物體,旋轉軸通常圍繞其質心。
在旋轉系統中,轉動慣量I代表質量m和角速度,代表線速度v。滾動圓柱體的旋轉能量從平移能量的一半(如果它是巨大的)變化到與平移能量相同的(如果它是空心的)。
一個例子是地球自轉動能的計算。由于地球的周期約為23.93小時,它的角速度為7.29×10-5rad/s。地球有轉動慣量,I=8.04×1037kg·m2。因此,它的旋轉動能為2.138×1029J。
實際使用地球自轉能量的一個很好的例子是位于法屬圭亞那的歐洲太空港。這是在赤道約5度范圍內,因此從這里向東發射的太空火箭(主要用于地球靜止衛星)幾乎可以獲得地球在赤道處的全部旋轉速度(約1,000英里/小時,有點像“彈弓”的好處)。
地球的部分旋轉能量也可以利用潮汐能來開采。兩個全球潮汐波的額外摩擦以物理方式產生能量,無限減慢地球的角速度ω。由于角動量守恒,這個過程將角動量傳遞給月球的軌道運動,增加了它與地球的距離和軌道周期(有關此過程的更詳細說明,請參閱潮汐鎖定)。
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