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).

Пример 1. Определить положение центра тяжести фигуры, представленной на рисунке.

Решение:

1. Выбираем оси координат, так чтобы ось Ох прошла по крайнему нижнему габаритному размеру, а ось Оу – по крайнему левому габаритному размеру.

2. Разбиваем сложную фигуру на минимальное количество простых фигур:

1- прямоугольник 20х10;

2- треугольник 15х10;

3- круг R=3 см.

3. Вычисляем площадь каждой простой фигуры, её координаты центра тяжести. Результаты вычислений заносим в таблицу

№ фигуры	Площадь фигуры А,	Координаты центра тяжести
		Х, см	У, см
1	=20·10=200	20:2=10	10:2=5
2
3		10	5

4. Вычисляем координаты центра тяжести фигуры по формулам:        

Ответ: С(14,5; 4,5)

Пример 2. Определить координаты центра тяжести составного сечения, состоящего из листа и прокатных профилей.

Решение.

1. Выбираем оси координат, так как показано на рисунке.

2. Обозначим фигуры номерами и выпишем из таблицы необходимые данные:

1 – швеллер №10; высота h=100 мм; ширина b=46 мм; площадь сечения ;

2  - двутавр №16; высота h=160 мм; ширина b=81 мм; площадь сечения ;

3 – лист 5х100; толщина 5 мм; ширина 100 мм.

3. Вычисляем координаты центра тяжести каждой фигуры. Составное сечение симметрично, поэтому центр тяжести находится на оси симметрии и координата . Результаты вычислений заносим в таблицу

№ фигуры	Площадь фигуры А,	Координаты центра тяжести
		Х, см	У, см
1	=10,9	0
2		0
3		0

4. Вычисляем координаты центра тяжести фигуры по формулам:       

Ответ: С(0; 10)

Практическое задание:

Задача 1. Определить координаты центра тяжести плоских фигур (по выбору преподавателя). Данные своего варианта взять из таблицы

Таблица  - Исходные данные

Задача 2: Найти координаты центра тяжести сечений, составленного из стандартных профилей.

	Вид профиля	Варианты
		Схема 1	1	4	7	10		13	16	19	22	25	28	31
		Схема 2	2	5	8	11		14	17	20	23	26	29	32
		Схема 3	3	6	9	12		15	18	21	24	27	30	33
	Двутавр №		10	12	14	16		18	20	22	24	27	30	36
	Швеллер №		5	6,5	8	10		12	14	16	18	20	24	33
	Угловой профиль №		3,2	4	5	7		4/2,5	8	5/3,2	9	6,3/4	10	8/5

 

 

 

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2

по дисциплине техническая механика

Тема: Определение реакций опор и моментов

Цель занятия: построить расчётную схему балки, составить уравнения равновесия балки, определить реакции ее опор и выявить наиболее нагруженную опору.

Место проведения: учебная аудитория

Форма организации занятия: Практическое занятие

Литература для самоподготовки: Олофинская В.П. Техническая механика: Курс лекций с вариантами практических и тестовых заданий

Теоретические сведения: