惯性张量是描述刚体转动惯性的重要物理量,它反映了刚体质量分布相对于旋转轴的几何特性。在经典力学中,惯性张量是一个二阶对称张量,由9个分量组成(其中6个独立分量),完整刻画了刚体绕任意轴旋转时的转动惯量。物理意义主要体现在三个方面:1.主轴变换:通过求解惯性张量的本征值和本征向量,可以找到刚体的三个惯性主轴,在这些特殊方向上转动惯量取得极值。2.动力学方程:惯性张量直接参与欧拉方程的构建,是分析刚体转动动力学的基础。3.能量表达:在转动动能的计算中,惯性张量作为核心参数出现(T=1/2ω^T·I·ω)。该张量既包含质量对转动的抵抗(类似平动中的质量),又包含质量分布几何特性对转动的影响,是刚体旋转运动分析中不可或缺的物理量。