Tensore di inerzia
Salve,
Voglio proporvi un problema che riguarda il tensore di inerzia. Sappiamo che il tensore di inerzia è simmetrico e dunque diagonalizzabile, una terna in cui tale tensore è rappresentato da una matrice simmetrica è detta terna principale di inerzia. La terna principale di inerzia è una terna rispetto alla quale è simmetrico un solido oppure è simmetrica l'ellissoide di inerzia?
Grazie.
Voglio proporvi un problema che riguarda il tensore di inerzia. Sappiamo che il tensore di inerzia è simmetrico e dunque diagonalizzabile, una terna in cui tale tensore è rappresentato da una matrice simmetrica è detta terna principale di inerzia. La terna principale di inerzia è una terna rispetto alla quale è simmetrico un solido oppure è simmetrica l'ellissoide di inerzia?
Grazie.
Risposte
L'ellissoide.
Dato un corpo rigido qualsiasi, anche senza alcuna simmetria, e un punto P , dentro o fuori del corpo (lo puoi prendere anche sulla Luna! ) , nel punto P esiste una terna principale di inerzia per il corpo.
Dato un corpo rigido qualsiasi, anche senza alcuna simmetria, e un punto P , dentro o fuori del corpo (lo puoi prendere anche sulla Luna! ) , nel punto P esiste una terna principale di inerzia per il corpo.
Quindi non posso dire che gli assi principali di inerzia sono assi di simmetria per un solido?
Puoi dire che gli assi di simmetria sono principali d'inerzia (per essere precisi, devono essere assi di simmetria materiali...)
"Vulplasir":
Puoi dire che gli assi di simmetria sono principali d'inerzia (per essere precisi, devono essere assi di simmetria materiali...)
Spiega meglio , Vulpalsir, altrimenti qualcuno non capisce. Non basta la simmetria "geometrica" , ci vuole anche una simmetria nella distribuzione delle masse, se non si suppone che il corpo rigido sia omogeneo.
Prendiamo il corpo rigido più simmetrico che possiamo immaginare, una sfera omogenea , di massa $M$ , centro $O$ e raggio $R$ . aggiungiamo sulla superficie della sfera una massa puntiforme in un punto $P$ , di massa $m$ : la simmetria geometrica della sfera non è cambiata, perché il volume di $P$ si suppone nullo.
Ma aggiungendo $(P,m)$ abbiamo appena distrutto una infinità di assi di simmetria materiale .
L'asse passante per $P$ ed $O$ è un asse di simmetria, ed è principale di inerzia per tutti i suoi punti, perché passa per il CM ( è condizione necessaria e sufficiente , si dimostra) . Per avere altri assi principali di inerzia, che facciano parte di una terna principale di cui fa parte l'asse detto, dobbiamo considerare un piano qualunque, perpendicolare alla retta detta, e una qualunque coppia di assi tra loro perpendicolari, giacenti nel piano ora tracciato , con origine nel punto di intersezione con la retta .