Mecânica de corpo rígido ideal — verificação aritmética
Aritmética de Energia Rotacional de Volante de Inércia
Calcule a energia cinética rotacional armazenada a partir de um momento de inércia documentado ou de uma das duas geometrias explicitamente idealizadas. Este não é um cálculo de velocidade segura, tensão ou contenção.
Resultado aritmético
Aritmética implementada
E=½Jω²
disco sólido uniforme:J=½mR²
anel fino ideal:J=mR²
Aqui n está em revoluções por minuto, ω em radianos por segundo, J em kg·m², m em kg, R em metros e E em joules. As equações do disco e do anel aplicam-se apenas às idealizações uniformes declaradas, girando em torno do eixo de simetria central. Use J direto para qualquer outra geometria, com sua fonte documentada.
Mecânica e fontes de unidades
MIT OpenCourseWare, Classical Mechanics §16.3 apresenta a energia cinética rotacional e o momento de inércia do disco uniforme em torno do eixo central. OpenStax University Physics §11.2 deduz J=mR² para uma argola fina. NIST SP811 ApêndiceB.8 apresenta as relações lb·ft²→kg·m², kWh→J e de cavalo-vapor mecânico. A implementação usa definições exatas: 1lb=0,45359237kg, 1ft=0,3048m, 1in=0,0254m, 1kWh=3.600.000J e 1 cv mecânico=745,69987158227022W.
O que o resultado não significa
A energia armazenada não é automaticamente energia entregável. Perdas, velocidades de operação máximas/mínimas e eficiência de conversão são fatores externos. A velocidade segura do volante de inércia não pode ser inferida a partir de uma única equação genérica de tensão na argola: a tensão real depende da geometria, do modelo do material, da temperatura, dos defeitos de fabricação, das concentrações de tensão, da fadiga, do comportamento de fratura, dos acessórios e dos requisitos de contenção.
