Vektorfelt UiA Logo

[Hovedmeny][Forrige][Neste] [Streaming] [Powerpointslides] [Video/Sim]
Eksempel på beregning av massesenter til en kurve i rommet:

Vi har en halvsirkelperiferi med radius lik 1 plassert i yz-planet over xy-planet) med sentrum i origo.
Massetettheten (massen pr lengdeenhet) delta av denne kurven er gitt ved: delta = 2 - z

Vi ser av yttrykket til massetettheten at massen er størst nærmest xy-planet (liten z) og minst på toppen av halvsirkelperiferien (stor z).

Av symmetrigrunner ser vi at massesenteret må ligge på z-aksen, dvs massesenterets x-koordinat og y-koordinat må begge være lik null. Det gjenstår derfor kun å beregne massesenterets z-koordinat.

En glatt parameterisering av denne halvsirkelperiferien (kurven C) er gitt ved:
r = [0,cost,sint] hvor parameteren t ligger i det lukkede intervallet [0,PI].

Hastighetsvektoren v (som er lik den deriverte av posisjonsvektoren) vil da være gitt ved: v = [0,-sint,cost].
Bruk av Pythagoras vil gi lengden av denne hastighetsvektoren lik 1.

Vi kan nå bestemme massen M og første moment om xy-planet og deretter massesenterets z-koordinat for denne halvsirkelperiferien (kurven C).
Vi får til svar (8-PI)/(4(PI-1)) som er tilnærmet lik 0.57 som i avstand er litt over halvdlen av avstanden fra origo opp til sirkelperiferiens toppunkt.
Det kan enkelt vises at hvis massetettheten hadde vært konstant, så ville massesenterets z-koordinat vært 2/PI som er tilnærmet lik 0.64.
Det virker derfor rimelig når beregningene viser at massesenteret senkes noe når sirkelperiferien (slik som i denne oppgaven) har noe større massetetthet i den laveste del av kurven enn på den øverste del av kurven.



Vektorfelt