Calculateur d'énergie cinétique de rotation

L'énergie cinétique de rotation est l'énergie qu'un objet possède parce qu'il tourne. C'est l'équivalent angulaire de l'énergie cinétique de translation. Au lieu de dépendre de la masse ordinaire et de la vitesse linéaire, elle dépend du moment d'inertie et de la vitesse angulaire. L'équation habituelle est un demi fois le moment d'inertie fois la vitesse angulaire au carré. Elle donne des joules lorsque l'inertie est en kilogrammes mètres carrés et la vitesse angulaire en radians par seconde. Le moment d'inertie décrit la répartition de la masse par rapport à l'axe de rotation. Éloigner la même masse de l'axe augmente l'inertie et rend l'objet plus difficile à accélérer ou à arrêter. C'est pourquoi un anneau mince a davantage d'inertie qu'un disque plein de même masse et de même rayon. Ce calculateur accepte une inertie connue ou l'estime pour trois formes idéales. Un cylindre ou disque plein utilise un demi fois la masse fois le rayon au carré ; une sphère pleine utilise deux cinquièmes fois la masse fois le rayon au carré ; un anneau mince utilise la masse fois le rayon au carré. La vitesse angulaire doit être saisie en radians par seconde. Si elle est connue en tours par minute, multipliez les RPM par deux pi et divisez par soixante. Comme la vitesse est au carré, doubler la vitesse angulaire multiplie l'énergie de rotation par quatre. Doubler le moment d'inertie à vitesse constante ne fait que doubler l'énergie. Cette distinction compte pour les volants d'inertie, turbines, moteurs électriques, roues, machines-outils, systèmes de stockage et évaluations de sécurité des équipements tournants. Les équations des formes idéales supposent une densité uniforme, une géométrie exacte et une rotation autour de l'axe de symétrie indiqué. Les assemblages réels peuvent comporter moyeux, arbres, rayons, trous, matériaux variés ou composants placés à différents rayons. Leur inertie totale s'obtient en additionnant les inerties de chaque composant autour d'un axe commun, avec le théorème des axes parallèles si nécessaire. Les données du fabricant ou un calcul des propriétés de masse en CAO sont préférables pour obtenir des valeurs de conception précises. L'énergie cinétique de rotation est scalaire et ne peut pas être négative, même si la vitesse angulaire a un sens négatif. Le calculateur accepte donc des valeurs de vitesse non négatives. Le résultat représente l'énergie mécanique stockée et n'inclut ni translation du centre de masse, ni déformation élastique, ni frottements, pertes aérodynamiques ou rendement de conversion. Pour une roue qui roule, l'énergie cinétique totale comprend translation et rotation. Utilisez l'inertie et l'équation affichées pour contrôler le résultat, comparer les formes et comprendre comment répartition de masse et vitesse de rotation déterminent ensemble l'énergie stockée.