Кирсанов М.Н. Решебник.Теоретическая механика. М.:ФИЗМАТЛИТ, 2002.
Определение координат центра тяжести и моментов инерции плоской фигуры
(Задача 4.6 из книги А.В.Александров, В.Д.Потапов,Б.П.Державин "Сопроивление материалов")
restart:
Число угловых точек
N:=12:
Размеры швеллера №27(мм)
h:=270: ts:=10.5: bs:=95: s:=6:
Размеры уголка 100х10(мм)
tu:=10: bu:=100:
Матрица координат
X:=0,-bs,-bs,-s,-s,-bs,-bs,bu,bu,tu,tu,0:
Y:=0,0,ts/2,1.55*ts,h-1.55*ts,h-ts/2,h,h,h-tu,h-tu,h-bu,h-bu:
Матрица координат
T:=matrix(2,N,[X,Y]):
with(plots):polygonplot(T,scaling=constrained);
Warning, the name changecoords has been redefined
Площадь
Z:=T[2,i]*T[1,i+1]-T[1,i]*T[2,i+1]:
A:=add(Z,i=1..N-1)/2;
Координаты центра тяжести (mm)
xc:=add(Z*(T[1,i]+T[1,i+1]),i=1..N-1)/6/A;
yc:=add(Z*(T[2,i]+T[2,i+1]),i=1..N-1)/6/A;
Осевые моменты инерции (mm4)
> | Jx:=add(Z*(T[2,i+1]^2+T[2,i+1]*T[2,i]+T[2,i]^2),i=1..N-1)/12; |
> | Jy:=add(Z*(T[1,i+1]^2+T[1,i+1]*T[1,i]+T[1,i]^2),i=1..N-1)/12; |
> | Jxy:=add(Z*(T[1,i+1]*T[2,i+1]+(T[2,i+1]*T[1,i]+T[1,i+1]*T[2,i])/2 +T[1,i]*T[2,i]),i=1..N-1)/12; |
Центральные моменты инерции (mm4)
> | Jxc:=Jx-yc^2*A; Jyc:=Jy-xc^2*A; Jxyc:=Jxy-yc*xc*A; |
Главные цетральные моменты инерции (см4)
> | Jmax:=((Jxc+Jyc)/2+sqrt((Jxc-Jyc)^2/4+Jxyc^2))*10^(-4); |
> | Jmin:=((Jxc+Jyc)/2-sqrt((Jxc-Jyc)^2/4+Jxyc^2))*10^(-4); |