Warum hat ein Ring ein höheres Trägheitsmoment als eine massive Scheibe mit gleicher Masse und gleichem Außenradius?

Northwestern University erklärt, dass ein Ring ein höheres Trägheitsmoment als eine feste Scheibe gleicher Masse und gleichen Außenradius hat, weil sein Zentrum weniger Masse hat. Nach den Trägheitsprinzipien sind Körper, die haben mehr Masse im Zentrum haben ein geringeres Trägheitsmoment, das direkt mit der Geschwindigkeit zusammenhängt, mit der sich ein Objekt drehen kann.

Wenn eine Holzscheibe und ein Metallring mit gleichem Radius und gleicher Masse auf einer schiefen Ebene gedreht werden, registrieren beide eine deutliche Beschleunigung. Wird beiden Objekten der gleiche Schub gegeben, dreht sich der Metallring länger als die Scheibe, da er ein größeres Trägheitsmoment hat. Wenn die beiden Gegenstände jedoch von derselben Stelle und gleichzeitig auf einer schiefen Ebene gerollt werden, führt das geringere Trägheitsmoment der Holzscheibe dazu, dass sie zuerst den Boden erreicht.

Das Wissen um die Trägheitsmomente von Planeten hat es ermöglicht, ihre Massenverteilung zu verstehen. Das Verständnis dieser Prinzipien ist auch beim Design von Satelliten von entscheidender Bedeutung. Eine sich ändernde Massenverteilung beeinflusst die Position der Drehachse, was wiederum das Trägheitsmoment ändert.