Prove que o momento de inércia de um cone é # I = 3 / 10mr ^ 2 # em relação ao seu eixo continuando através do centro de massa? h = altura; raio da base = r
Responda:
Veja a prova abaixo
Explicação:
A massa do disco elementar é #dm=rho*pir^2dz#
A densidade do cone é
#rho=M/V=M/(1/3piR^2h)#
Portanto,
#dm=M/(1/3piR^2h)pir^2dz#
#dm=(3M)/(R^2h)r^2dz#
Mas
#R/r=h/z#
#r=Rz/h#
#dm=3M/(R^2h)*(R^2)/h^2*z^2dz=3M/h^3
z^2dz#
O momento de inércia do disco elementar sobre o #z-#eixo é
#dI=1/2dmr^2#
#dI=1/2*3M/h^3z^2*z^2R^2/h^2dz#
#dI=3/2*MR^2/h^5z^4dz#
Integrando ambos os lados,
#I=3/2*MR^2/h^5int_0^hz^4dz#
#I=3/2*MR^2/h^5[z^5/5]_0^h#
#I=3/2*MR^2/h^5*h^5/5#
#=3/10MR^2#