Tại sao một chiếc nhẫn có momen quán tính cao hơn một đĩa rắn có khối lượng bằng nhau và bán kính ngoài?

Đại học Northwestern giải thích rằng một chiếc vòng có momen quán tính cao hơn một đĩa rắn có khối lượng bằng nhau và bán kính bên ngoài vì nó có khối lượng nhỏ hơn ở tâm. Theo nguyên tắc quán tính, các vật thể đó có khối lượng nhiều hơn ở trung tâm thì mức mômen quán tính thấp hơn, điều này liên quan trực tiếp đến tốc độ quay của một vật thể.

Nếu quay một đĩa gỗ và một vòng kim loại có bán kính bằng nhau và khối lượng bằng nhau xuống một mặt phẳng nghiêng thì mỗi cái sẽ ghi một gia tốc riêng. Nếu cả hai vật cùng chịu một lực đẩy bằng nhau thì vòng kim loại sẽ quay lâu hơn đĩa, vì nó có momen quán tính lớn hơn. Tuy nhiên, nếu hai vật được lăn từ cùng một điểm và đồng thời trên một mặt phẳng nghiêng, mômen quán tính nhỏ hơn của đĩa gỗ sẽ khiến nó chạm đáy trước.

Kiến thức về mômen quán tính của các hành tinh giúp chúng ta có thể hiểu được sự phân bố khối lượng của chúng. Sự hiểu biết về các nguyên tắc này cũng rất quan trọng trong việc thiết kế vệ tinh. Sự thay đổi phân bố khối lượng ảnh hưởng đến vị trí của trục quay, do đó làm thay đổi mômen quán tính.