Twierdzenie Pappusa-Guldina

Nasza ocena:

5
Pobrań: 259
Wyświetleń: 3465
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
Twierdzenie Pappusa-Guldina - strona 1 Twierdzenie Pappusa-Guldina - strona 2 Twierdzenie Pappusa-Guldina - strona 3

Fragment notatki:


4.3. Twierdzenia Pappusa-Guldina     Do  wyznaczania  środków ciężkości jednorodnych linii płaskich i jednorodnych  figur płaskich stosuje się dwa twierdzenia Pappusa-Guldina. Podamy je bez  dowodów, a ich zastosowanie zilustrujemy prostymi przykładami. Zaznajomienie  się z dowodami podanych niżej twierdzeń pozostawiamy Czytelnikowi.       Pierwsze twierdzenie Pappusa-Guldina    Pole powierzchni  F,  powstałej przez obrót jednorodnej i płaskiej linii o długości  L   dookoła osi leżącej w płaszczyźnie tej linii i nie przecinającej jej, jest równe  długości linii pomnożonej przez długość okręgu opisanego przy obrocie przez jej  środek ciężkości:  F h C L = 2π ,                   (4.16)    gdzie   jest odległością środka ciężkości linii od osi obrotu.  h C      Drugie   twierdzenie Pappusa-Guldina   Objętość bryły  V , powstałej przy obrocie figury płaskiej o polu  F  dookoła osi  leżącej w płaszczyźnie tej figury i nie przecinającej jej, jest równe polu powierzchni  figury pomnożonemu przez długość okręgu opisanego przy obrocie przez jej środek  ciężkości:    V h C F = 2π ,                   (4.17)    przy czym  jest tutaj odległością środka ciężkości figury od osi obrotu.  h C                                     Przykład 4.2.  Wyznaczyć położenie  środka ciężkości jednorodnego łuku  ćwiartki koła przedstawionego na rys. 4.6.    xC x y C O r yC     Rys. 4.6. Zastosowanie pierwszego twierdzenia Pappusa-Guldina do  wyznaczenia środka ciężkości łuku kołowego       Rozwiązanie . Z uwagi na to, że przedstawiony łuk ma oś symetrii, jego środek  ciężkości będzie leżał na tej osi. Ponieważ  oś symetrii jest dwusieczną  kąta  prostego zawartego między osią x i y, współrzędne    środka ciężkości C  będą równe:  . Wystarczy zatem wyznaczyć jedną z nich. Wyznaczymy  współrzędną  , korzystając z pierwszego twierdzenia Pappusa-Guldina. Przy  obrocie  łuku wokół osi y otrzymamy powierzchnię w postaci połowy kuli o  powierzchni  x i y C C C x y C = x C   F r = 2 2 π .  Długość łuku   L r = π 2 .    Po podstawieniu tych wartości do wzoru (4.16) otrzymamy równanie:    2 2 2 2 π π π r x r C = ,  stąd  π = = r 2 y x C C .    Przykład 4.3.  Wyznaczyć położenie  środka ciężkości figury płaskiej  przedstawionej na rys. 4.7.    x y O r r/2     Rys. 4.7. Zastosowanie drugiego twierdzenia Pappusa-Guldina do  wyznaczenia środka ciężkości figury płaskiej    ... zobacz całą notatkę



Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz