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🛠️ 平行軸定理計算機

專業免費的 平行軸定理計算機。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)
40.5 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...

什麼是平行軸定理?

平行軸定理(又稱惠更斯—施泰納定理,Huygens–Steiner theorem)能讓你算出剛體繞任意軸的轉動慣量,前提是你已知該物體繞「通過質心的平行軸」的轉動慣量。其公式為

I = I_{cm} + m · d^{2}
其中 I_{cm} 是繞質心軸的轉動慣量,m 為總質量,d 則是兩條平行軸之間的垂直距離。

如何使用本計算機

請輸入三個數值:繞質心的轉動慣量(I_{cm},單位 kg·m^2)、物體質量(m,單位公斤),以及質心軸與新轉軸之間的距離(d,單位公尺)。計算機會先將 m 乘上 d^2 得到「平移項」,再加上 I_{cm},即為繞新軸的總轉動慣量。

公式解析

由於將轉軸從質心移開一定會使轉動慣量增加,因此 m · d^2 這一項永遠為正值(兩軸重合時則為零)。質心是唯一能讓轉動慣量達到最小值的軸位置,這也是為什麼 I_{cm} 會作為基準值。此定理適用於任何剛體,以及任何一對平行軸。

實例演算

一根質量 10 kg 的均勻細桿,繞質心的轉動慣量為 0.5 kg·m^2。若要求其繞距離 2 m 的軸的轉動慣量:平移項

= m · d^{2} = 10 × 2^{2} = 40 \ kg·m^2
總轉動慣量
I = 0.5 + 40 = 40.5 \ kg·m^2

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)

新軸一定要平行嗎?
是的。平行軸定理只在新軸與質心軸彼此平行時才成立。若兩軸不平行,就必須使用完整的轉動慣量張量來計算。
該使用什麼單位?
請統一採用國際單位制(SI):質量用公斤(kg)、距離用公尺(m)、轉動慣量用 \(\text{kg}\cdot\text{m}^2\)。如此一來,計算結果的單位即為 \(\text{kg}\cdot\text{m}^2\)。
d 可以等於 0 嗎?
可以。當 \(d = 0\) 時,新軸與質心軸重合,此時 \(I\) 就等於 \(I_{cm}\)。