Mekanika benda tegar ideal — pemeriksaan aritmetika
Aritmetika Energi Rotasi Flywheel
Hitung energi kinetik rotasi yang tersimpan dari momen inersia yang terdokumentasi atau salah satu dari dua geometri yang diidealkan secara eksplisit. Ini bukan perhitungan kecepatan aman, tegangan, atau containment.
Hasil aritmetika
Aritmetika yang diimplementasikan
E=½Jω²
cakram padat seragam:J=½mR²
cincin tipis ideal:J=mR²
Di sini n dalam revolusi per menit, ω dalam radian per detik, J dalam kg·m², m dalam kg, R dalam meter, dan E dalam joule. Persamaan cakram dan cincin hanya berlaku untuk idealisasi seragam yang dinyatakan yang berputar mengelilingi sumbu simetri pusat. Gunakan J langsung untuk geometri lainnya, dengan sumbernya terdokumentasi.
Sumber mekanika dan satuan
MIT OpenCourseWare, Mekanika Klasik §16.3 memberikan energi kinetik rotasi dan inersia sumbu pusat cakram seragam. OpenStax Fisika Universitas §11.2 menurunkan J=mR² untuk hoop tipis. NIST SP811 LampiranB.8 memberikan hubungan lb·ft²→kg·m², kWh→J, dan tenaga kuda mekanik. Implementasi menggunakan definisi eksak: 1lb=0.45359237kg, 1ft=0.3048m, 1in=0.0254m, 1kWh=3.600.000J, dan 1 tenaga kuda mekanik=745.69987158227022W.
Apa yang tidak dimaksudkan oleh hasil
Energi yang tersimpan bukan secara otomatis energi yang dapat diserahkan. Kerugian, kecepatan operasi maksimum/minimum, dan efisiensi konversi bersifat eksternal. Kecepatan flywheel yang aman tidak dapat disimpulkan dari satu persamaan tegangan hoop generik: tegangan nyata bergantung pada geometri, model material, suhu, cacat manufaktur, konsentrasi tegangan, kelelahan, perilaku fraktur, lampiran, dan persyaratan containment.
