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静力学

形心 怎么求

形心=平衡点·面积平均,在对称轴上,x̄ = ΣAx/ΣA 加权平均,组合图形拆分,标准形状形心

每块面积都有唯一的一个平衡点。它是形心,整块面积碎片的平均位置,能用对称就用对称,否则用面积加权平均 x̄ = Σ(A x)Σ A 来求。那一个点就是托住图形的地方。

拖动支点,平坦的图形只有支点正好在形心正下方才平衡,在外面就倾斜。那个平衡点就是形心。和用一根手指托盘子的位置一样。

换图形,对称的价值就显出来。对称轴一定经过形心,所以对称的图形把中心白送给你,不必积分。轴一画,点就已经定了。

拖动右边的面积,形心往哪边走就看见了。形心是面积加权平均 x̄ = Σ(A x)ΣA,所以总是偏向更大的那一块。重的一边把平均拉向自己。

复杂的图形先拆成简单的矩形,各自找形心,再用同一个加权平均合起来。拖动尺寸,整体形心就跟着挪。碎片之和就是整体的位置。

有几个记住就方便。矩形在中心平衡,三角形在离底边 3分之1 高度处平衡,半圆在平边稍上一点平衡,切换就能分别看到。这三块是合成的基本碎片。

实际应用形心是图形的平衡点,也就是面积的平均位置。有对称就立刻定下,因为形心总在每一条对称轴上。否则用面积加权平均 x̄ = Σ(A x)ΣA, ȳ = Σ(A y)ΣA 来求,这个值偏向更大的那一块。实际图形拆成简单的部分,矩形在中心,三角形在 3分之1 高度,半圆在边的正上方,再合起来处理。分布载荷的合力就作用在这个位置,把同一块面积按距离的平方加权,就接到下一步的截面 2 次矩。
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