Ein Trägheitsmoment bezieht sich auf die Kraft, die erforderlich ist, um ein rotierendes Objekt zu veranlassen, die Geschwindigkeit zu ändern. Alle rotierenden Objekte haben eine Achse oder einen Punkt, um den sie rotieren. Einige Objekte erfordern mehr Kraft, um die Geschwindigkeit dieser Drehung zu ändern als andere. Diejenigen, die ihre Drehzahl leicht ändern, haben ein geringes Trägheitsmoment, während diejenigen, die schwer zu ändern sind, ein hohes Trägheitsmoment haben.
Dieses Konzept wurde erstmals 1730 vom Schweizer Mathematiker und Physiker Leonhard Euler eingeführt. Er veröffentlichte seine Theorie in dem Buch mit dem Titel Theoria Motus Corporum Solidorum Seu Rigidorum oder Theorie der Bewegung fester oder starrer Körper. Die Berechnungsformel lautet I = km r2, wobei I dem Trägheitsmoment, k der von der Form des Objekts abhängigen Trägheitskonstante, m der Masse und r dem Abstand zwischen Achse und Rotationsmasse entspricht . Bei Körpern mit einer ungünstigen Form und ohne scheinbare Konstante kann eine Reihe von Experimenten helfen, die Geschwindigkeit zu bestimmen.
Ein gängiges Beispiel ist ein Eisläufer, der sich dreht. Wenn die Skaterin eine Drehung beginnt, streckt sie ihre Arme und den Rücken nach außen und weg von ihrem Körper, um eine langsame Drehung zu erzeugen. Als sie das Ende der Drehung erreicht, zieht sie ihre Arme ein und strafft ihren Körper, wodurch sie sich viel schneller dreht. Sie hat ihre Masse näher an der Achse konsolidiert, ihr Trägheitsmoment reduziert und den Kraftaufwand reduziert, der für eine schnelle Drehung erforderlich ist. Ohne Kraftänderung kann sie ihre Rotationsgeschwindigkeit beschleunigen.
Es gibt viele praktische Anwendungen für diese Messung. Autohersteller studieren es sorgfältig, um festzustellen, wie schnell ein Auto außer Kontrolle gerät. Ziel ist es, ein hohes Moment zu erzeugen, damit das Auto bei einem Dreher weniger die Kontrolle verliert.
Auch viele Sportarten verwenden das Konzept, wobei Golf, Baseball und Tauchen ganz oben auf der Liste stehen. Taucher sind besorgt, mit welchen Winkeln sie das niedrigste Moment und den schnellsten Spin erzeugen können, um die Bewegung abzuschließen und nahtlos ins Wasser einzutauchen. Baseballspieler und Golfer arbeiten beide daran, einen sanften, effektiven Schwung zu erzeugen, den Ball mit den richtigen Winkeln und der erforderlichen Kraft zu treffen, um ihn ohne übermäßigen Muskeleinsatz weit fliegen zu lassen.