一様な薄板の重心
次の薄い一様な板(灰色部分)の
重心
の位置を答えよ.必要なら座標軸を設定せよ(原点や
軸,
軸を明示せよ).
※角はすべて直角
図のように原点と軸を設定すると,重心
の位置は
である.
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図のように原点と軸を設定し,1辺
,質量
の正方形の一様な薄板と,縦
,横
で質量
の長方形の一様な薄板を考えると,各薄板の重心の位置は
正方形の重心の位置:
長方形の重心の位置:
である.これらの重心の位置に質量
,
の2つの質点があるとみなして,この2質点系の重心
の位置を求めると
を得る.
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※角はすべて直角
図のように原点と軸を設定すると,重心
の位置は
である.
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図のように原点と軸を設定し,1辺
,質量
の正方形の一様な薄板と,仮想的な負の質量
をもつ1辺
の正方形の一様な薄板を考えると,各薄板の重心の位置は
1辺
の正方形の重心の位置:
1辺
の正方形の重心の位置:
である.これらの重心の位置に質量
,
の2つの質点があるとみなして,この2質点系の重心
の位置を求めると
を得る.
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図のように原点と軸を設定すると,重心
の位置は
である.
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図のように原点と軸を設定し,1辺
,質量
の正方形の一様な薄板と,仮想的な負の質量
をもつ2辺が
の直角2等辺三角形の一様な薄板を考える.
正方形の薄板の重心の位置は原点である.
三角形の重心
は3本の中線(各頂点から対辺の中点に引いた線)の交点なので,頂点から対辺の中点までの線分を
に分ける点となる.よって,この直角2等辺三角形の重心の位置は
である.
原点に質量
,点
に質量
の質点がある2質点系の重心
の位置を求めると
を得る.
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図のように原点と軸を設定すると,重心
の位置は
である.
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円の重心は円の中心である.
また,円の半径を
とすると面積は
なので,半径
と
の円の質量比は
である.
図のように軸と原点を設定し,質量
,中心
,半径
の円形の一様
な薄板と,仮想的に負の質量
をもつ中心
,半径
の円形の一様な薄板を考えると,原点に質量
,点
に質量
の質点がある2質点系とみなせるので,その重心の位置を求めると
を得る.
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学生スタッフ作成
2021年7月14日