Как определить центр тяжести тела, центр тяжести простых геометрических фигур, центр тяжести составных плоских фигур?




Центром тяжести тела называется центр параллельных сил тяжести всех элементарных частиц тела.

Любое тело состоит из большого количества элементарных частиц.

Центр тяжести есть геометрическая точка, которая может лежать вне тела (кольцо, цилиндр с отверстием).

Очень часто приходится определять центры тяжести геометрических плоских фигур сложной формы.

Координаты центра тяжести вычисляются по формулам:

; .

где Аi площадь части фигуры, мм2 (см2); xi, yi — координаты центра тяжести частей фигуры, мм (см).

Координаты центра тяжести обозначаются:

Для вычисления координат центра тяжести геометрических плоских фигур используются следующие методы:

1. метод симметрии:

-если однородное тело имеет ось симметрии, то центр тяжести лежит на оси симметрии;

-если однородное тело имеет две оси симметрии, то центр тяжести лежит в точке их пересечения;

-центр тяжести однородного тела вращения лежит на оси вращения.

2. метод разделения: сложные сечения разделяем на минимальное количество простых частей, положение центров тяжести которых, легко опреде­лить;

3. метод отрицательных площадей: полости (отверстия) рассма­триваются как часть сечения с отрицательной площадью.

Положения центра тяжести некоторых фигур

Прямоугольник. Так как прямоугольник имеет две оси симметрии, то его центр тяжести находится на пересечении осей симметрии, т.е. в точке пересечения диагоналей прямоугольника.

 

Треугольник. Центр тяжести лежит в точке пересечения его медиан. Из геометрии известно, что медианы треугольника пересекаются в одной точке и делятся в отношении 1:2 от основания.

 

 

Круг. Так как круг имеет две оси симметрии, то его центр тяжести находится на пересечении осей симметрии.

Полукруг. Полукруг имеет одну ось симметрии, то центр тяжести лежит на этой оси. Другая координата центра тяжести вычисляется по формуле: .

 

Многие конструктивные элементы изготавливают из стандартного проката – уголков, двутавров, швеллеров и других. Все размеры, а так же геометрические характеристики прокатных профилей это табличные данные, которые можно найти в справочной литературе в таблицах нормального сортамента (ГОСТ 8239-89, ГОСТ 8240-89).

Определить реакции опор.

Дано: F1=40 кН, F2=7,4 кН, m=29 кН ·м, а=0,9м, α=45°

Решение:

1.Изобразим балку с действующими на неё нагрузками.

2.Изобразим оси координат X и Y.

3. Силу F1 заменяем её составляющими и .

4. Освобождаем балку от опор, заменив их опорными реакциями.

5. Составляем уравнения равновесия статики и определяем неизвестные реакции опор.

Из уравнения суммы моментов всех действующих на балку сил, составленного относительно одной из точек опор, сразу определяем одну из неизвестных вертикальных реакций:

Определяем другую вертикальную реакцию:

Определяем горизонтальную реакцию

6. Проверяем правильность найденных результатов:

Условие равновесия выполняется, следовательно, реакции опор найдены верно.

 

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-08-19 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: