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🛠️ 轉動慣量計算器

專業免費的 轉動慣量計算器。純前端本機毫秒級計算、零資料上傳、極致隱私保護。提供詳細公式推導、實例示範與常見問答。

即時推算結果 (Computed Output)
1.25 kg·m²
專業公認計算模型,即時運算完畢
📜 計算歷史記錄 (試算軌跡)
尚無歷史記錄,每次點擊「計算」將在此留下試算軌跡...

什麼是轉動慣量?

轉動慣量代表物體抵抗繞某一軸旋轉加速度的能力,可說是「轉動版的質量」。對於實心物體而言,這是動力學中使用的質量轉動慣量(單位為 kg·m²);而在結構工程中,則以面積慣性矩(又稱截面二次矩,單位為 m⁴)來描述截面抵抗彎曲的能力。本計算器涵蓋四種最常見的情況:實心圓盤或圓柱、實心球體、細桿,以及矩形截面。

如何使用

先選擇形狀,再只輸入該形狀所需的數值即可。圓盤與球體需要質量與半徑;桿件需要質量與長度;矩形則需要底寬與高度。計算器會套用對應的標準公式,並以正確的單位呈現結果。

計算公式

實心圓盤/圓柱繞中心軸:

I = \tfrac{1}{2} m r^{2}
。實心球體繞直徑:
I = \tfrac{2}{5} m r^{2}
。細桿繞中心:
I = \tfrac{1}{12} m L^{2}
。矩形截面繞形心(面積慣性矩):
I = ((b h^{3}) ÷ (12))
,其中 b 為寬度、h 為彎曲方向的高度。

範例演算

一個質量 10 kg、半徑 0.5 m 的實心圓盤:

I = \tfrac{1}{2} × 10 × 0.5^{2} = \tfrac{1}{2} × 10 × 0.25 = 1.25 \ kg·m^{2}
。一根寬 0.1 m、高 0.2 m 的矩形梁:
I = ((0.1 × 0.2^{3}) ÷ (12)) = ((0.1 × 0.008) ÷ (12)) = 0.0000667 \ m^{4}
。

使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)

📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位

輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。

🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障

所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。

📊 3. 符合公認學術與產業計算模型

演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。

📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出

支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。

🔄 5. 多情景敏感度動態對比

建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。

🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明

本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。

常見問題 (FAQ)

為什麼矩形使用不同的單位?
矩形使用的是面積慣性矩(不涉及質量),因此單位為 m⁴,而非 kg·m²。
圓柱與圓盤使用相同的公式嗎?
是的——實心圓柱繞其長軸(中心軸)旋轉時,無論長度多少,都同樣套用 \(I = \tfrac{1}{2}mr^{2}\)。
這些公式假設繞哪條軸旋轉?
每個公式都假設繞所述的軸旋轉:中心軸(圓盤/圓柱)、直徑(球體)、中心(桿件),以及形心軸(矩形)。