Calculadora de energia cinética rotacional

Energia cinética rotacional é a energia que um objeto possui por girar. É a versão angular da energia cinética de translação. Em vez de depender da massa comum e da velocidade linear, a energia de rotação depende do momento de inércia e da velocidade angular. A equação padrão é um meio vezes o momento de inércia vezes a velocidade angular ao quadrado, resultando em joules quando a inércia está em quilogramas metro quadrado e a velocidade angular em radianos por segundo. O momento de inércia descreve como a massa se distribui em relação ao eixo de rotação. Afastar a mesma massa do eixo aumenta a inércia e torna mais difícil acelerar ou parar o objeto. Por isso, um aro fino tem maior inércia que um disco maciço de mesma massa e raio. Esta calculadora aceita uma inércia conhecida diretamente ou a estima para três formas ideais. Um cilindro ou disco maciço usa um meio vezes massa vezes raio ao quadrado; uma esfera maciça usa dois quintos vezes massa vezes raio ao quadrado; e um aro fino usa massa vezes raio ao quadrado. A velocidade angular deve ser informada em radianos por segundo. Se a velocidade estiver em rotações por minuto, multiplique RPM por dois pi e divida por sessenta. Como a velocidade é elevada ao quadrado, dobrar a velocidade angular gera quatro vezes mais energia de rotação. Dobrar o momento de inércia mantendo a velocidade apenas dobra a energia. Essa diferença importa em volantes de inércia, turbinas, motores elétricos, rodas, máquinas-ferramenta, sistemas de armazenamento de energia e avaliações de segurança de elementos girantes. As equações das formas ideais pressupõem densidade uniforme, geometria exata e rotação em torno do eixo de simetria indicado. Conjuntos reais podem conter cubos, eixos, raios, furos, materiais variados ou componentes em diferentes raios. A inércia total é encontrada somando a inércia de cada componente em relação a um eixo comum e aplicando o teorema dos eixos paralelos quando necessário. Dados do fabricante ou um cálculo de propriedades de massa em CAD são preferíveis quando se exigem valores precisos de projeto. A energia cinética rotacional é escalar e não pode ser negativa, mesmo se a velocidade angular receber uma direção negativa. Portanto, a calculadora aceita módulos de velocidade não negativos. O resultado representa energia mecânica armazenada e não inclui translação do centro de massa, deformação elástica, atrito, perdas aerodinâmicas ou eficiência de conversão. Para uma roda rolando, a energia cinética total inclui parcelas de translação e rotação. Use a inércia e a equação exibidas para conferir o resultado, comparar formas e entender como a distribuição de massa e a velocidade de giro determinam juntas a energia armazenada.