(MI) Momento d'inerzia di un cono **
Continuiamo nella nostra carrellata dei momenti angolari di solidi regolari. Passiamo a quello di un cono pieno che ha per raggio di base R e per altezza h.
Poniamo in Fig. 1 il nostro cono con il vertice in basso e poniamo l'origine in questo punto con l'asse del cono come asse z.
Prendiamo una fetta sottile del cono di altezza dz che si trovi a una distanza OH = z dal vertice. Dalla similitudine dei triangoli SQO e HPO possiamo scrivere:
HP = (R/h)z
Il suo volume infinitesimo risulta essere :
dV = π HP2 dz = π (R2/h2)z2 dz
e la massa
dm = π ρ(R2/h2)z2 dz
Conosciamo, ormai, molto bene il momento d'inerzia di un disco sottile, che vale:
I = 1/2 m r2
nel nostro caso, il disco sottile ha, perciò, un momento d'inerzia pari a:
dI = 1/2 m HP2 = 1/2 π ρ(R2/h2)z2 dz · (R/h)2z2
dI = 1/2 π ρ(R4/h4)z4 dz
Non ci resta che integrare per z che varia tra o e h
I = 1/2 π ρ(R4/h4)∫oh z4 dz
I = 1/2 π ρ(R4/h4) [z5/5]oh = 1/2 π ρ(R4/h4) h5/5 = 1/10 π ρ R4 h .... (1)
La densità ρ del cono può scriversi come rapporto tra massa M e volume V
ρ = M/(πR2 h/3) = 3M/πR2 h
Sostituendo nella (1) otteniamo:
I = 1/10 π R4 h 3M/πR2 h
I = (3/10) M R2
Il risultato ottenuto ci dice che il momento d'inerzia di un cono NON dipende dalla sua altezza, ma solo dalla massa e dal raggio di base.
2 commenti
tutto bello e chiaro se ti ricordi di cancellare ρ nella penultima espressione
OK e grazie