Центр тяжести тела. Лекция 3

Содержание

Слайд 2

Цель: изучение способов определения центра тяжести твердого тела.
План
1. Понятие центра

Цель: изучение способов определения центра тяжести твердого тела. План 1. Понятие центра
тяжести твердого тела.
2. Примеры вычисления координат центра тяжести тела.

Слайд 3

1. Определение центра
тяжести тела

1. Определение центра тяжести тела

Слайд 4

По закону всемирного тяготения на все частицы тела, находящегося вблизи земной поверхности,

По закону всемирного тяготения на все частицы тела, находящегося вблизи земной поверхности,
действуют силы притяжения их к Земле, т.е. силы их тяжести.
Центр тяжести тела есть такая, неизменно связанная с этим телом, точка,
через которую проходит линия
действия силы тяжести данного
тела при любом положении тела
в пространстве.

Слайд 5

Центром тяжести (ЦТ) твердого тела называется геометрическая точка, жестко связанная с этим

Центром тяжести (ЦТ) твердого тела называется геометрическая точка, жестко связанная с этим
телом, и являющаяся центром параллельных сил тяжести, приложенных к отдельным элементарным частицам тела. С - обозначение ЦТ

Слайд 6

Координаты ЦТ однородного объемного тела:

Координаты ЦТ однородного объемного тела:

Слайд 7


Координаты ЦТ плоского тела:

Координаты ЦТ плоского тела:

Слайд 8

Если однородное тело симметричное (имеет плоскость, ось или центр симметрии), то его

Если однородное тело симметричное (имеет плоскость, ось или центр симметрии), то его
ЦТ находится в центре симметрии или на плоскости симметрии, или на оси симметрии.

Слайд 9

Примеры ЦТ симметричных тел

Примеры ЦТ симметричных тел

Слайд 10

Методы определения координат центра тяжести
Разбиение.
Тело разбивается на части, для которых

Методы определения координат центра тяжести Разбиение. Тело разбивается на части, для которых
положение ЦТ и площадь известны.

Тело разбивается на два прямоугольника

Слайд 11

Пример.
С1, S1 - ЦТ и площадь
первой фигуры; 
С2, S2 -  ЦТ и

Пример. С1, S1 - ЦТ и площадь первой фигуры; С2, S2 -
площадь
второй фигуры.
xc =(x1∙S1 +x2∙S2)/(S1 +S2) - координата ЦТ плоской фигуры по оси x;
yc =(y1∙S1 +y2∙S2)/(S1 +S2)  - координата ЦТ плоской фигуры по оси y.

Слайд 12

2) Метод отрицательных площадей.
Применяется к телам, имеющим вырезы, если ЦТ тела

2) Метод отрицательных площадей. Применяется к телам, имеющим вырезы, если ЦТ тела
без выреза и вырезанной части известны.

Слайд 13

Пример.
С1, S1 - ЦТ и площадь
первой фигуры; 
С2, S2 -  ЦТ и

Пример. С1, S1 - ЦТ и площадь первой фигуры; С2, S2 -
площадь
второй фигуры.
xc =(x1∙S1 - x2∙S2)/(S1 -S2) - координата ЦТ плоской фигуры по оси x;
yc =(y1∙S1 - y2∙S2)/(S1 - S2)  - координата ЦТ плоской фигуры по оси y.

Слайд 14

Пример сложной фигуры, при определении ЦТ которой применяются оба метода

Пример сложной фигуры, при определении ЦТ которой применяются оба метода

Слайд 15

3) Практические методы определения ЦТ.
а) метод подвешивания

3) Практические методы определения ЦТ. а) метод подвешивания

Слайд 16

б) метод взвешивания
Метод взвешивания состоит в том, что сначала определяется вес

б) метод взвешивания Метод взвешивания состоит в том, что сначала определяется вес
тела, например, автомобиля. Затем на весах определяется реакция опоры заднего моста автомобиля. Составив уравнение равновесия относительно какой-либо точки, например оси передних колес, можно
вычислить расстояние
от этой оси до центра
тяжести автомобиля.

Слайд 17

2. Примеры расчета координат центра тяжести

2. Примеры расчета координат центра тяжести

Слайд 18

Пример 1. Найти координаты ЦТ плоской фигуры, изображенной на рисунке.
Выбираем оси координат

Пример 1. Найти координаты ЦТ плоской фигуры, изображенной на рисунке. Выбираем оси
так, чтобы нижний и левый край фигуры совпали с ними:

Слайд 19

Делим заданную плоскую фигуру на прямоугольник (1), треугольник (2) и круг (3).
Вычисляем

Делим заданную плоскую фигуру на прямоугольник (1), треугольник (2) и круг (3).
площади этих фигур:
S1 = 10·20 = 200; S2 = 0,5·5·10 = 25; S3 = π·9 =28,3.
Определяем координаты ЦТ фигур:
x1 = 10; y1 = 5
x2 = 5; y2 = 11,7
x3= 5; y3= 5
Координаты ЦТ всей плоской фигуры:

Слайд 20

Пример 2. Определить координаты ЦТ составного сечения. Сечение состоит из листа и

Пример 2. Определить координаты ЦТ составного сечения. Сечение состоит из листа и
прокатных профилей (швеллера, двутавра).
Примечание. Часто конструкции сваривают из разных профилей. При этом, уменьшается расход металла и образуется конструкция высокой прочности.
Для стандартных прокатных профилей собственные геометрические характеристики известны. Они приводятся в соответствующих стандартах - ГОСТах.

Слайд 21

Швеллер - разновидность металлопроката, который имеет П-образное поперечное сечение.
Область применения:
строительство;
машиностроение;
автомобилестроение;
вагоностроение и

Швеллер - разновидность металлопроката, который имеет П-образное поперечное сечение. Область применения: строительство;
др.
Характеристики швеллера
h - высота,
b – ширина полки,
s – толщина стенки,
t - средняя толщина полки.

Слайд 22

Двутавр – балочный профиль из высокопрочной стали с Н-образным поперечным сечением.
Двутавровые конструкции

Двутавр – балочный профиль из высокопрочной стали с Н-образным поперечным сечением. Двутавровые
хорошо переносят сопротивление на изгиб.
Балки применяются в строительстве зданий различного назначения, подвесных конструкций, в автомобильной промышленности.
Их размеры регламентируется действующими государственными
стандартами.

Слайд 23

Характеристики двутавра
h - высота,
b – ширина полки,
s – толщина стенки,
t

Характеристики двутавра h - высота, b – ширина полки, s – толщина
- средняя толщина полки.

Слайд 24

Задача. Сечение состоит из листа, швеллера, двутавра. Обозначаем фигуры номерами и выписываем

Задача. Сечение состоит из листа, швеллера, двутавра. Обозначаем фигуры номерами и выписываем
из таблиц стандартов необходимые данные:
1. швеллер №10 (ГОСТ 8240-89); высота h=100 мм; ширина полки b=46 мм; площадь сечения А1=10,9см2;
2. двутавр №16 (ГОСТ 8239-89); высота h2 =160 мм; ширина полки b2 =81 мм; площадь сечения А2=20,2см2 
3.лист 5×100; толщина а=5 мм;
ширина b3= 100 мм; площадь
сечения А3=0,5∙10=5 см2.

Слайд 25

Координаты центров тяжести каждой фигуры можно определить по чертежу.
Составное сечение симметрично, поэтому

Координаты центров тяжести каждой фигуры можно определить по чертежу. Составное сечение симметрично,
ЦТ находится на оси симметрии и координата  хС =0.
Швеллер 1:  у1 = а+h2+ z0 =0,5+16+1,44=17,54 см
Двутавр 2:  у2=а+ h2/2=0,5+16/2=8,5 см
Лист 3:  у3=а/2=0,25 см

Слайд 26

Определение центра тяжести составного сечения:
Ответ: хС =0 уС = 10 см

Определение центра тяжести составного сечения: Ответ: хС =0 уС = 10 см
Имя файла: Центр-тяжести-тела.-Лекция-3.pptx
Количество просмотров: 84
Количество скачиваний: 0