Wiki Wie Berechnen des Schwerpunkts Berechnen Sie das Gewicht des Objekts. Wenn youre Berechnung des Schwerpunkts, das erste, was Sie tun sollten, ist das Gewicht des Objekts zu finden. Lets sagen, dass youre Berechnung des Gewichts einer Wippe, die eine Masse von 30 Pfund hat. Da es ein symmetrisches Objekt ist, wird sein Schwerpunkt genau in seiner Mitte sein, wenn er leer ist. Aber wenn die Seesäge Menschen unterschiedlicher Massen auf ihr sitzt, dann ist das Problem ein bisschen komplizierter. 1 Berechnen Sie die zusätzlichen Gewichte. Um den Schwerpunkt der Seesäge mit zwei Kindern auf ihm zu finden, müssen Sie individuell das Gewicht der Kinder auf ihm finden. Das erste Kind hat eine Masse von 40 Pfund. Und das zweite childs ist 60 Pfund. Methode Zwei von vier: Bestimmen Sie das Datum Edit Wählen Sie ein Datum. Das Datum ist ein beliebiger Ausgangspunkt an einem Ende der Wippe. Sie können das Datum auf einem Ende der Wippe oder das andere platzieren. Sagen wir, die Wippe ist 16 Fuß lang. Lets Ort das Datum auf der linken Seite der Wippe, in der Nähe des ersten Kindes. Messen Sie den Abstand von der Mitte des Hauptobjekts sowie von den beiden zusätzlichen Gewichten. Nehmen wir an, die Kinder sitzen jeweils 1 Fuß von jedem Ende der Wippe entfernt. Der Mittelpunkt der Wippe ist der Mittelpunkt der Wippe oder bei 8 Fuß, da 16 Fuß, geteilt durch 2, 8 ist. Hier sind die Abstände von der Mitte des Hauptobjekts und die beiden zusätzlichen Gewichte bilden das Datum: Mitte von sehen-sah 8 Fuß weg von datum. Kind 1 1 Fuß weg vom Datum Kind 2 15 Fuß weg vom Datum Methode Vier von vier: Überprüfen Ihrer Antwort Bearbeiten Finden Sie den Schwerpunkt im Diagramm. Wenn der Schwerpunkt, den Sie gefunden haben, außerhalb des Systems von Objekten ist, haben Sie die falsche Antwort. Sie können die Abstände von mehr als einem Punkt gemessen haben. Versuchen Sie es mit nur einem Datum. Zum Beispiel für Menschen, die auf einer Wippe sitzen, muss der Schwerpunkt irgendwo auf der Wippe, nicht nach links oder rechts von der Wippe sein. Es muss nicht direkt auf eine Person sein. Dies gilt immer noch bei Problemen in zwei Dimensionen. Zeichnen Sie ein Quadrat gerade groß genug, um alle Objekte in Ihrem Problem passen. Der Schwerpunkt muss innerhalb dieses Platzes sein. Überprüfen Sie Ihre Mathematik, wenn Sie eine kleine Antwort bekommen. Wenn Sie ein Ende des Systems als Ihr Datum ausgewählt haben, legt eine winzige Antwort den Schwerpunkt direkt neben einem Ende. Dies kann die richtige Antwort sein, aber es ist oft das Zeichen eines Fehlers. Wenn Sie den Moment berechnet haben, haben Sie multiplizieren das Gewicht und die Entfernung zusammen Thats die richtige Weise, den Moment zu finden. Wenn Sie versehentlich hinzugefügt sie zusammen, youll in der Regel erhalten eine viel kleinere Antwort. Fehlersuche, wenn Sie mehr als einen Schwerpunkt haben. Jedes System hat nur einen einzigen Schwerpunkt. Wenn Sie mehr als einen finden, können Sie den Schritt übersprungen haben, in dem Sie alle Momente zusammen addieren. Der Schwerpunkt ist das Gesamtmoment dividiert durch das Gesamtgewicht. Sie müssen nicht jeden Moment durch jedes Gewicht zu teilen, die nur sagt Ihnen die Position eines jeden Objekts. Überprüfen Sie Ihr Datum, wenn Ihre Antwort durch eine ganze Zahl ausgeschaltet ist. Die Antwort auf unser Beispiel ist 9,08 ft. Nehmen wir an, Sie versuchen es und erhalten die Antwort 1,08 ft. 7,08 ft, oder eine andere Zahl endet in 0,08. Dies geschah wahrscheinlich, weil wir das linke Ende der Wippe als das Datum wählten, während Sie das rechte Ende oder einen anderen Punkt einen ganzzahligen Abstand von unserem Datum wählten. Ihre Antwort ist tatsächlich richtig, egal welches Datum Sie wählen Sie müssen nur daran denken, dass das Datum immer bei x 0 ist. Heres ein Beispiel: Die Art, wie wir es gelöst, ist das Datum am linken Ende der Wippe. Unsere Antwort war 9,08 ft, so dass unsere Mitte der Masse ist 9,08 ft aus dem Datum am linken Ende. Wenn Sie ein neues Datum 1 ft vom linken Ende wählen, erhalten Sie die Antwort 8,08 ft für die Mitte der Masse. Das Zentrum der Masse ist 8,08 ft aus dem neuen Datum. Die 1 ft vom linken Ende ist. Der Mittelpunkt der Masse ist 8,08 1 9,08 ft vom linken Ende. Die gleiche Antwort haben wir vor. (Anmerkung: Beachten Sie beim Messen des Abstandes, dass die Abstände links vom Datum negativ sind, während die Abstände nach rechts positiv sind.) Vergewissern Sie sich, dass alle Messungen gerade sind. Lets sagen, dass Sie andere Kinder auf dem Wippe Beispiel sehen, aber ein Kind ist viel größer als das andere, oder ein Kind hängt unter der Wippe anstatt, oben zu sitzen. Ignorieren Sie den Unterschied und nehmen Sie alle Messungen entlang der Geraden der Wippe. Das Messen der Distanzen in den Winkeln führt zu Antworten, die nahe aber leicht aus sind. Für Wippenprobleme interessiert Sie nur, wo sich der Schwerpunkt entlang der Links-Rechts-Linie der Wippe befindet. Später können Sie lernen, erweiterte Möglichkeiten, um den Schwerpunkt in zwei Dimensionen zu berechnen. Um die Distanz zu finden, die eine Person benötigt, um die Wippe über dem Drehpunkt auszugleichen, verwenden Sie die Formel: (Gewicht bewegt) (Gesamtgewicht) (Abstand CG bewegt sich) (Distanzgewicht wird bewegt). Diese Formel kann umgeschrieben werden, um zu zeigen, daß der Abstand, den das Gewicht (die Person) zu bewegen hat, gleich dem Abstand zwischen dem CG und dem Drehpunkt des Gewichts der Person, dividiert durch das Gesamtgewicht, ist. So muss das erste Kind zu bewegen -1,08ft 40lb 130lbs -.33ft oder -4in. (Zum Rand der Wippe). Oder, das zweite Kind braucht, um zu bewegen -1,08ft 130lb 60lbs -2.33ft oder -28in. (Zur Mitte der Wippe). Um das CG eines zweidimensionalen Objekts zu finden, verwenden Sie die Formel Xcg xWW, um das CG entlang der x-Achse und Ycg yWW zu finden, um das CG entlang der y-Achse zu finden. Der Punkt, an dem sie sich schneiden, ist der Schwerpunkt. Die Definition für den Schwerpunkt einer allgemeinen Massenverteilung ist (r dW dW), wobei dW die Gewichtsdifferenz, r der Ortsvektor und die Integrale als Stieltjes-Integrale über den ganzen Körper zu interpretieren sind. Sie können jedoch als konventionellere Riemann - oder Lebesgue-Volumenintegrale für Verteilungen ausgedrückt werden, die eine Dichtefunktion zulassen. Ausgehend von dieser Definition können alle Eigenschaften von CG einschließlich derjenigen, die in diesem Artikel verwendet werden, von Eigenschaften von Stieltjes-Integralen abgeleitet werden. Wie Berechnen des Schwerpunkts eines Prisma Wie Berechnen der Flucht Geschwindigkeit Wie Berechnen der Abstand von Blitz Wie Berechnen der Entfernung zum Horizont Wie Berechnen der Pi durch das Werfen von gefrorenen Hot Dogs Wie Berechnen der Tag der Woche Wie Berechnen Stabilität eines Modells Rakete Wie Berechnen der Schwerkraft Wie Berechnen des Bereichs eines Objekts Wie Verwenden der Dimensionsanalyse zur Lösung einer Konvertierungsgleichung (High School Level) Der Schwerpunkt ist eine geometrische Eigenschaft eines Objekts. Der Schwerpunkt ist die durchschnittliche Lage des Gewichts eines Objekts. Wir können die Bewegung jedes Gegenstandes durch den Raum in bezug auf die Translation des Schwerpunkts des Gegenstandes von einem Ort zum anderen vollständig beschreiben und die Drehung des Gegenstandes um seinen Schwerpunkt, wenn er frei ist, sich zu drehen. Wenn das Objekt beschränkt ist, um einen anderen Punkt, wie ein Scharnier zu drehen, können wir noch beschreiben seine Bewegung. Im Flug drehen sich beide Flugzeuge und Raketen um ihre Schwerpunkte. Ein Drachen dreht sich dagegen um die Reitspitze. Aber die Kittung eines Drachens hängt immer noch von der Lage des Schwerpunkts relativ zum Bridlepunkt ab, denn für jedes Objekt wirkt das Gewicht immer durch den Schwerpunkt. Die Bestimmung des Schwerpunkts ist für jedes fliegende Objekt sehr wichtig. Wie bestimmen Ingenieure die Lage des Schwerpunkts für ein von ihnen entworfenes Flugzeug Im Allgemeinen ist die Bestimmung des Schwerpunkts (cg) ein kompliziertes Verfahren, da die Masse (und das Gewicht) nicht gleichmäßig über das gesamte Objekt verteilt sein darf. Der allgemeine Fall erfordert die Verwendung von Kalkül, die wir am unteren Rand dieser Seite zu diskutieren. Wenn die Masse gleichmäßig verteilt ist, wird das Problem stark vereinfacht. Wenn das Objekt eine Linie (oder Ebene) der Symmetrie hat. Die cg liegt auf der Symmetrielinie. Für einen festen Block aus einheitlichem Material ist der Schwerpunkt einfach an der durchschnittlichen Position der physikalischen Abmessungen. (Bei einem rechteckigen Block, 50 x 20 x 10, befindet sich der Schwerpunkt am Punkt (25, 10, 5)). Für ein Dreieck der Höhe h ist das cg bei h3 und für einen Halbkreis mit dem Radius r der cg bei (4r (3pi)), wobei pi das Verhältnis des Umfangs des Kreises zum Durchmesser ist. Es gibt Tabellen der Lage des Schwerpunkts für viele einfache Formen in Mathematik und Wissenschaft Bücher. Die Tabellen wurden unter Verwendung der Gleichung aus dem auf der Folie gezeigten Kalkül erzeugt. Für ein allgemein geformtes Objekt gibt es einen einfachen mechanischen Weg, um den Schwerpunkt zu bestimmen: Wenn wir nur das Objekt mit einem String oder einer Kante ausbalancieren, ist der Punkt, an dem das Objekt ausgeglichen ist, der Schwerpunkt. (Genau wie ein Bleistift auf den Finger zu balancieren) Eine weitere, kompliziertere Methode ist eine zweistufige Methode, die auf der Folie gezeigt wird. In Schritt 1 hängen Sie das Objekt von einem beliebigen Punkt und Sie eine gewichtete Zeichenfolge von demselben Punkt zu löschen. Zeichnen Sie eine Zeile auf dem Objekt entlang der Zeichenfolge. Für Schritt 2 wiederholen Sie die Prozedur von einem anderen Punkt auf dem Objekt Sie haben jetzt zwei Linien, die auf dem Objekt gezeichnet werden, das sich schneidet. Der Schwerpunkt ist der Punkt, an dem sich die Linien schneiden. Dieses Verfahren funktioniert gut für unregelmäßig geformte Objekte, die schwer auszugleichen sind. Wenn die Masse des Gegenstandes nicht gleichmäßig verteilt ist, müssen wir den Kalkül verwenden, um den Schwerpunkt zu bestimmen. Wir verwenden das Symbol S dw, um die Integration einer stetigen Funktion in Bezug auf das Gewicht zu bezeichnen. Dann kann der Schwerpunkt bestimmt werden aus: wobei x der Abstand von einer Referenzlinie ist, dw ein Inkrement des Gewichts ist und W das Gesamtgewicht des Objekts ist. Um die rechte Seite zu bewerten, müssen wir feststellen, wie das Gewicht geometrisch variiert. Aus der Gewichtsgleichung. So wissen wir: wo m die Masse des Gegenstandes ist und g die Gravitationskonstante ist. Im Gegenzug ist die Masse m eines beliebigen Objekts gleich der Dichte. Rho Des Objektes mal dem Volumen entspricht. V. Wir können die beiden letzten Gleichungen kombinieren: dw g rho (x, y, z) dx dy dz Wenn wir eine funktionelle Form für die Massenverteilung haben, können wir die Gleichung für den Schwerpunkt lösen: cg W g SSS x rho ( X, y, z) dx dy dz wobei SSS ein Tripelintegral über dx angibt. Dy Und dz. Wenn wir die funktionale Form der Massenverteilung nicht kennen, können wir die Gleichung numerisch unter Verwendung einer Tabellenkalkulation integrieren. Teilen Sie den Abstand in eine Anzahl von kleinen Volumensegmenten und bestimmen Sie den Mittelwert des Gewichtsvolumens (Dichte mal die Schwerkraft) über dem kleinen Segment. Unter Berücksichtigung der Summe des Mittelwerts des Gewichtsvolumens, das die Distanzzeiten des Volumensegments dividiert durch das Gewicht ergibt, wird der Schwerpunkt erzeugt. Sie können einen kurzen Film von Orville und Wilbur Wright erklären, wie der Schwerpunkt den Flug ihrer Flugzeuge betroffen. Die Filmdatei kann auf Ihrem Computer gespeichert und als Podcast auf Ihrem Podcast-Player angesehen werden.
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