题目
刚体的转动惯量J是标量A. 正确B. 错误
刚体的转动惯量J是标量
A. 正确
B. 错误
题目解答
答案
A. 正确
解析
转动惯量是刚体转动动力学中的核心概念,它描述物体绕某轴旋转时的惯性大小。本题的关键在于明确转动惯量的物理属性:它是标量还是矢量。
- 标量的特点是只有大小,没有方向;矢量则同时具有大小和方向。
- 转动惯量的定义式为 $J = \sum m_i r_i^2$,其中 $m_i$ 是质点的质量,$r_i$ 是质点到转轴的距离。所有项均为标量相乘,结果自然是标量。
- 需注意,虽然惯性张量在三维空间中是张量,但题目中特指“刚体的转动惯量”,通常默认为绕某一固定轴的标量值。
概念辨析
-
转动惯量的定义:
刚体绕某轴的转动惯量 $J$ 是物体各质点的质量与其到转轴距离平方的加权和,即:
$J = \sum m_i r_i^2$
公式中所有量均为标量,因此 $J$ 是标量。 -
与矢量的区分:
- 力矩($\vec{\tau}$)、角动量($\vec{L}$)等是矢量,但转动惯量仅描述惯性大小,无方向性。
- 若涉及三维空间中的转动,需用惯性张量描述,但题目未提及此复杂情况。
结论
题目中“刚体的转动惯量 $J$ 是标量”的表述正确。