轉動慣量

在同樣的斜坡上，雙手分別拿著重量一樣的輪子，同時放開，滾下波的速度卻有不同。

實驗目的

了解轉動慣量跟質量與轉動中心之距離有關

實驗演示

將兩滾筒同時置於斜坡頂端，放手。於是會發現兩滾筒到斜面底部所花時間不一樣啊!

示範實驗

原理說明

由能量守恆  mgh=mv2/2+Iω2/2
再由 ω=v/r     代入上式
mgh= mv2/2+Iv2/2r2
因為m,g,h,r  相同  所以  I  越大  v  越小
而  I = Σ d(mr2)

所以我們驗證了，質量越集中於中心，轉動慣量越小，越容易轉動。或者說質量與轉動中心的距離越短，越容易轉動；因此質量的分布不同，使得兩個相同重量的輪子有著不同的轉動慣量，重量分佈比較接近中心的輪子，轉動慣量比較小，轉動慣量比較小會有比較快的速度。

思考問題

金庸武俠小說中，總是說兵器一寸短一寸險，但短的使用起來也比較靈動。有沒有想過為什麼短兵器使用起來比較靈動呢?

生活中的應用

參考資料

金庸武俠小說

Fundamentals of Physics, Halliday

工作人員

鍾旻峰、鄭兆文、陳柏中、魏銘良

陳智暘、劉牧奇、周貞佑

指導老師

傅昭銘教授