Qu'est-ce que moment d'inertie ?

Le moment d'inertie, aussi appelé inertie de rotation, est une mesure de la résistance d'un corps à une modification de sa vitesse de rotation autour d'un axe. Il est l'analogue de la masse dans le mouvement linéaire. Plus le moment d'inertie est élevé, plus il est difficile de modifier la vitesse de rotation de l'objet.

Facteurs influençant le moment d'inertie :

  • Masse: Plus la masse est importante, plus le moment d'inertie est grand.
  • Répartition de la masse: La manière dont la masse est répartie par rapport à l'axe de rotation est cruciale. Une masse concentrée loin de l'axe de rotation contribue davantage au moment d'inertie qu'une masse concentrée près de l'axe.

Calcul du moment d'inertie :

Le moment d'inertie dépend de l'axe de rotation choisi. Pour un point matériel, il est calculé comme :

  • I = mr^2

I est le moment d'inertie, m est la masse et r est la distance de la masse à l'axe de rotation.

Pour des objets complexes, il faut intégrer cette expression sur tout le volume de l'objet ou utiliser des formules pré-calculées pour des géométries simples (voir https://fr.wikiwhat.page/kavramlar/Liste%20des%20moments%20d'inertie).

Théorème de Huygens (ou théorème des axes parallèles) :

Ce théorème permet de calculer le moment d'inertie d'un corps par rapport à un axe quelconque si on connaît le moment d'inertie par rapport à un axe parallèle passant par le centre de masse. Il est exprimé comme :

  • I = I_cm + Md^2

I_cm est le moment d'inertie par rapport à l'axe passant par le centre de masse, M est la masse totale du corps et d est la distance entre les deux axes parallèles (voir https://fr.wikiwhat.page/kavramlar/Théorème%20de%20Huygens).

Applications:

Le moment d'inertie est une notion fondamentale en mécanique rotationnelle. Il est utilisé pour :

Unité:

L'unité du moment d'inertie dans le Système International (SI) est le kilogramme mètre carré (kg⋅m²).

Concepts liés :