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Comment faire pour déterminer le centre de gravité d'un objet

Les merveilles de l'ingénierie des temps modernes sont possibles en raison de l'utilisation de principes scientifiques qui ont tenu bon à travers les âges. De pont et la conception du bâtiment à concevoir et à la construction de barrages et de routes, certains principes se sont maintenus que la civilisation marche sur. Un tel principe dans études structure qui permet aux ingénieurs de concevoir des structures qui peuvent résister à des forces spécifiques qui seront rencontrés dans leurs applications, est le concept de moment d'inertie d'une aire de section transversale. Le moment d'inertie est descriptif de la capacité d'une surface de section transversale pour supporter la flexion. Cette information est particulièrement utile dans le domaine de l'analyse et de la conception de faisceau de pont. Le moment d'inertie est directement lié au centre d'un objet de gravité, ou centre de gravité.

Choses que vous devez

  • Calculatrice scientifique
  1. Centre de gravité de la région pour les objets symétriques

    • 1

      Définir un cadre de référence et un point d'origine. Par exemple, si demandé de trouver le centre de gravité d'un rectangle attirer l'X et Y système, le rectangle et le point (0,0) coordonnée.

    • 2

      Étiquette les coordonnées des quatre points qui définissent le rectangle. Par exemple (1,1) (5,1) (1,3) (5,3).

    • 3

      Dans les milieux des segments verticaux du rectangle défini. Les coordonnées du point milieu sont données par: x = (x1 + x2) / 2 et y = (y1 + y2) / 2. Dans l'exemple en question, les segments sont définis par (1,1) (1,3) et (5,1) (5,3). Par conséquent, les deux milieux sont données par x = (1 + 1) / 2 ou x = 1 et y = (1 + 3) / 2 y = 2. ou T, il est nécessaire d'abord au point médian (1,2) et le seconde est donnée par x = (5 + 5) / 2 ou x = 5 et y = (1 + 3) / 2 ou y = 2. Le deuxième point médian nécessaire est au point (5,2).

    • 4

      Tracez un segment de ligne reliant les deux points médians des segments verticaux.

    • 5

      Dans les milieux des côtés horizontaux du rectangle défini. Par exemple, si les côtés horizontaux d'un rectangle ont été définis par les points (1,1) (5,1) et (1,3) (5,3), les milieux serait comme suit: x = (x1 + x2 ) / 2, y = (y1 + y2) / 2 ou x = (1 + 5) / 2, y = (1 + 1) / 2 si le point (3,1) est le premier point central. Pour la deuxième ligne horizontale, x = (1 + 5) / 2 ou x = 3, y = (3 + 3) / 2 ou y = 3. Le deuxième point médian est (3,3).

    • 6

      Tracer un segment de droite reliant les milieux des segments horizontaux.

    • 7

      Marquer le centre de gravité du rectangle. Ce sera le cas des segments de droite partant des milieux des côtés horizontaux et verticaux du rectangle se croisent.

    • Centre de gravité de la région pour un objet complexe

      • 1



        Choisissez un cadre de référence et un point d'origine, par exemple les coordonnées XY avion et l'origine (0,0).

      • 2

        Casser l'objet complexe en petits objets plus faciles à gérer.

      • 3

        Trouver la superficie totale en trouvant les domaines des sous-régions et les ajouter. Par exemple, si un objet donné que lorsque divisé en sous-régions de la zone cédé 1, un rectangle, délimitée par les points (20,0) (60,0) (60,60) et (20,60) A1 = longueur (l) x largeur (w) ou 40 mm x 60 mm = 2,400 mm ^ 2. Une seconde sous-région délimitée par (0,60) (0,70) (80,60) et (80,70), on obtient A2 = 80 mm x 10 mm = 800 mm ^ 2. Superficie totale (A (total)) = A1 + A2 = 2400 mm ^ 2 + 800 mm ^ 2 = 3200 mm ^ 2.

      • 4

        Calculer le premier moment de zones Q (x1) et Q (x2) par rapport à l'axe des x et d'ajouter les résultats pour trouver le premier moment de l'ensemble de la zone, par rapport à l'axe des x, Q (xtotal).
        Q (xtotal) = Q (x1) + Q (x2) où:
        Q (x1) = le moment d'inertie par rapport à une abscisse
        Q (x2) = le moment d'inertie par rapport à 2 l'axe x
        Q (x1) = y1A1 où:
        Y1 = distance de l'axe y du centre de la zone 1
        A1 = surface calculée de la zone 1
        Q (x2) = y2A2 où:
        Y2 = distance de l'axe y au centre de la zone 2
        A2 = surface calculée de la zone 2

        Q (x1) = 30 mm x 2400 mm ^ 2
        Q (x1) = 72000 mm ^ 3
        Q (x2) = 65 mm x 800 mm ^ 2
        Q (x2) = 52000 mm ^ 3
        Q (xtotal) = 72000 mm ^ 3 + 52000 mm ^ 3
        Q (xtotal) = 124,000 mm ^ 3

      • 5

        Calculer le premier moment de zones Q (y1) et Q (y2) par rapport à l'axe des y et d'ajouter les résultats pour trouver le premier moment de l'ensemble de la zone, par rapport à l'axe des y, Q (ytotal).
        Q (ytotal) = Q (Y1) + Q (Y2) où:
        Q (y1) = le moment d'inertie par rapport à 1 'axe des ordonnées
        Q (y2) = le moment d'inertie par rapport à 2 l'axe y
        Q (y1) = x1A1 où:
        x1 = distance de l'axe-x du centre de la zone 1
        A1 = surface calculée de la zone 1
        Q (y2) = x2A2 où:
        x2 = distance de l'axe-x du centre de la zone 2
        A2 = surface calculée de la zone 2

        Q (y1) = 40 mm x 2400 mm ^ 2
        Q (Y1) = 96000 mm ^ 3
        Q (y2) = 40 mm x 800 mm ^ 2
        Q (Y2) = 32000 mm ^ 3
        Q (ytotal) = 96000 mm ^ 3 + 32000 mm ^ 3
        Q (ytotal) = 128,000 mm ^ 3

      • 6

        Trouver les coordonnées X et Y du centroïde de la région.
        Y = Q (xtotal) / A (total) et X = Q (ytotal) / A (total) où:
        Y = y coordonnée du barycentre
        X = x coordonnée du barycentre
        Q (xtotal) = somme du premier moment de zones par rapport à l'axe x
        Un (total) = somme des aires de toutes les sous-régions
        Q (ytotal) = somme du premier moment de zones par rapport à l'axe y
        Y = 124000 mm ^ 3/32000 mm ^ 2
        Y = 3.875 mm
        X = 128,000 mm ^ 3 / 32,000 mm 2 ^
        X = 4 mm
        Coordonnées X et Y du centre de gravité = (4, 3,875)

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