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MomentOfInertia
詳細とオプション

- 慣性モーメントは,回転の慣性,断面の慣性モーメント,質量慣性モーメントとしても知られている.慣性モーメント行列は回転慣性行列あるいは角質量行列としても知られている.
- 慣性モーメントは剛体の回転加速度に対しての抵抗であり,並進加速度に対する抵抗である質量の回転類似である.
-
並進加速度 力 ,加速度
,質量
回転加速度 トルク ,回転加速度
,慣性モーメント
- MomentOfInertia[reg,pt]は,点 pt についての慣性モーメント行列を与え,以下で与えられる.
-
2D慣性モーメント行列 3D慣性モーメント行列 - ただし,reg は-pt 平行移動された領域 reg である.
- 慣性モーメント行列 ℐ を使い,式
を通して任意の方向 v への慣性を計算することができる.2Dでは v は
-
平面でなければならない. »
- MomentOfInertiaは剛体の質量密度が一定であるという仮定の下に結果を計算する.
- 変化する質量密度
については,IntegrateあるいはNIntegrateを使い,以下の式に従って対応する慣性モーメント行列を計算する. »
-
例題
すべて開くすべて閉じる例 (4)基本的な使用例

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-gif1l8


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-dxpuvw

ベクトルが省略された場合は,その点の周りの慣性モーメント行列が与えられる:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-b7vsb5

この行列と正規化されたベクトルを使って,任意の軸の周りの慣性モーメントを求めることができる:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-fhzh11

点が省略された場合は,質量の中心の周りの慣性モーメント行列が与えられる:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-ha5tuu

これはRegionCentroidで中心点を指定することに等しい:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-bod87p


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-4rtcl

スコープ (24)標準的な使用例のスコープの概要
特別な領域 (15)
長さ ,幅
のRectangle:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-nvigpk


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-7wwgu2

半径 のDisk:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-gx6l99


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-ioo0wr


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-bs8cju


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-mdhlxy

半径が と
のAnnulus:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-fe27qh


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-27z5zv

長さ ,半径
のStadiumShape:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-gkz0nz


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-7zxt82

辺の長さが と
の直角Triangle:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-bf3qbz


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-21gtt1

長さ ,幅
,高さ
のCuboid:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-idvaps


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-ckqdgo

半径 のBall:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-bu8dzr


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-emum1c

半軸が ,
,
のEllipsoid:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-hded6w


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-9aos3c

半径が と
のSphericalShell:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-cdmeud


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-c6dgun

長さ ,半径
のCylinder:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-ca4q2o


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-c32bqc

長さ ,半径
のCapsuleShape:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-juyt2a


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-j9zyf7

辺の長さが ,
,
の直角Tetrahedron:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-f4lz5u


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-7xcsu6

辺の長さが と
,高さが
の直角Pyramid:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-gml8k


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-uto2ns

辺の長さが と
,高さが
の直角Prism:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-blx2bp


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-0tck87

数式定義領域 (2)
ImplicitRegionとして表現される円板の慣性行列:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-len63u


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-kavh8q

ParametricRegionとして表現される円板の慣性モーメント:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-8ufy


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-cl2ygx


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-bl8fm7

メッシュ領域 (2)
2DにおけるMeshRegionの慣性モーメント行列:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-ib608p


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-esiyzj


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-mp72ll


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-cbepcr


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-dc3bst


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-ceqwoi


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-b8ss9k

BoundaryMeshRegionの慣性モーメント行列:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-ey15rx


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-b8mg48


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-dff1s9


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-o97lje

派生領域 (3)
RegionIntersectionの慣性モーメント:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-d92fo3

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-doodgd


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-nk2dal

TransformedRegionの慣性モーメント行列:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-b6muk5

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-8ezppp


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-cu2k8w

RegionBoundaryの慣性モーメント行列:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-bklovj

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-dr7gcv


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-ca4mg4

地理的領域 (2)
MomentOfInertiaは地理実体の多角形に使うことができる:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-3fl8vb

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-6dyfmr

GeoPositionを使った多角形:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-1lk1dy

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-8vjhh8

GeoPositionXYZを使った多角形:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-4dy58p

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-pzmsx0

GeoPositionENUを使った多角形:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-sz3fv8

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-pjpdg1

GeoGridPositionを使った多角形の慣性モーメント:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-ipsiqu

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-yjciq7

アプリケーション (11)この関数で解くことのできる問題の例
MomentOfInertiaは質量密度が一定して1である物体の慣性モーメントを与える.長さ ,幅
,高さ
で質量密度が一定して
であるCuboidの慣性モーメントを計算する:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-hckkew

質量密度が の物体の質量はm=ρ Volume[body]で与えられる.慣性モーメントを物体の質量
を使って表す:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-i6ltbh


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-xzgy

上部左の2×2部分行列は2D領域の慣性モーメントと同値である:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-namxps

行列のその他の唯一の非零項目は対角上にある.これは 軸周りの部分の極モーメントであり,垂直軸定理によって対角上の他の2項目の合計に等しい:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-dyh2p1


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-ffbxd1

物体の主軸は慣性モーメント行列の固有ベクトルによって与えられる:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-edgrn


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-f9lbyb


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-g9gcba

慣性モーメント行列が対角行列の場合,主軸は座標軸に一致する:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-d5esyk


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-hwm7xu


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-chhoxw

慣性モーメント行列はEllipsoidを定義する行列であると考えることができる:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-f26v0o
慣性楕円体はとして定義することができる.ただし,
は重心である:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-bn7pm9
Eigensystemを使って主軸を求める:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-mx8dp


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-gmbd16

回転剛体の角運動量は で与えられる.ただし,
は慣性モーメントであり,
は角速度である.半径が1で一様密度が1の球体が
軸の周囲を長さが調節可能な
である紐の上で回転すると仮定する.
のとき,角速度は
である.角速度
を
の関数として求める:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-blvg0


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-dp9fv3

物体にトルクが適用されなければその角運動量 は一定のままであるという角運動量保存則に従って
を計算する:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-bxpz3o


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-bzjo1f

回転剛体の運動エネルギーは で与えられる.ただし,
は慣性モーメントで
は角速度である.半径
で一様密度
の球体が角速度
で中心を通る軸の周りを回転する際の運動エネルギーを計算する:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-djo5wc


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-chn0uk

運動エネルギー回生システム(KERS)は,ブレーキをかけたときの車の運動エネルギーを保存する.エネルギーは半径 ,長さ
の回転スチールシリンダーに保存されると仮定する.スチールの密度が
であると仮定すると,
のエネルギーを保存するためには,このシリンダーはどの程度の速度で回転しなければならないだろうか:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-bqgsw1

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-fdpiki


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-zcihi


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-cn1tdv


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-g2ajis

剛体の運動エネルギーは で与えられる.ただし,
は角速度で
は慣性モーメント行列である.辺の長さが 2,4,6 の直方体が異なる軸の周りを回転する際の回転エネルギーを求める.どの場合も,回転物体の質量は等しいが,回転軸と相対的にどのように質量が分配されるかは異なり,慣性モーメントで表される:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-blyj36


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-k41yb


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-c50spm


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-h2q081


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-l632o7


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-ipq6jp


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-dh0v

回転剛体について,トルク と角加速度
の関係は
で与えられる.ただし,
は慣性モーメントである.一辺の長さが1メートルで角加速度が
の鉛の立方体に必要なトルクを計算する:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-b926cp


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-mtex


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-d5nmx7


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-o3rvo

平行軸の定理は,任意の軸の周りの慣性モーメント と物体の中心を通る平行軸の周りの慣性モーメント
の関係
を与える.ただし,
は総質量で
は軸の間の距離である:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-lqnq4i

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-d8kowu


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-dmlekm

特性と関係 (11)この関数の特性および他の関数との関係
点が省略された場合は,RegionCentroidがデフォルトであると解釈される:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-bj6nk3

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-bud3d2

指定された点 について,物体を
だけ平行移動して原点の周りの慣性モーメントを計算しても同じ結果が得られる:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-cuzntj

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-ms81m


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-7n316

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-bbi6y1


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-bx62w3

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-kr9vf1

Integrateを使って質量密度 が変化する物体についての慣性モーメントを計算する:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-phb11

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-c1r3sj

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-ctl2yt


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-gp8bo8


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-futecu


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-eutki0


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-xlzjk

2Dの慣性モーメント行列はRegionMomentを使って計算することができる:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-graeo1

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-c4bbb8


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-e2bgrg

3Dの慣性モーメント行列はRegionMomentを使って計算することができる:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-bcke3x

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-hfbrk5


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-gf5yyo

Pointの慣性モーメントは点から軸までの距離の二乗である:

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-io9oah

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-letpk


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-lp7dgb

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-fz3scm


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-jhrd0q

https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-u8u8j


https://wolfram.com/xid/04z64adgdecc69xc-migg17

Wolfram Research (2016), MomentOfInertia, Wolfram言語関数, https://reference.wolfram.com/language/ref/MomentOfInertia.html.
テキスト
Wolfram Research (2016), MomentOfInertia, Wolfram言語関数, https://reference.wolfram.com/language/ref/MomentOfInertia.html.
Wolfram Research (2016), MomentOfInertia, Wolfram言語関数, https://reference.wolfram.com/language/ref/MomentOfInertia.html.
CMS
Wolfram Language. 2016. "MomentOfInertia." Wolfram Language & System Documentation Center. Wolfram Research. https://reference.wolfram.com/language/ref/MomentOfInertia.html.
Wolfram Language. 2016. "MomentOfInertia." Wolfram Language & System Documentation Center. Wolfram Research. https://reference.wolfram.com/language/ref/MomentOfInertia.html.
APA
Wolfram Language. (2016). MomentOfInertia. Wolfram Language & System Documentation Center. Retrieved from https://reference.wolfram.com/language/ref/MomentOfInertia.html
Wolfram Language. (2016). MomentOfInertia. Wolfram Language & System Documentation Center. Retrieved from https://reference.wolfram.com/language/ref/MomentOfInertia.html
BibTeX
@misc{reference.wolfram_2025_momentofinertia, author="Wolfram Research", title="{MomentOfInertia}", year="2016", howpublished="\url{https://reference.wolfram.com/language/ref/MomentOfInertia.html}", note=[Accessed: 13-April-2025
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BibLaTeX
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