Výpočet těžiště polokruhové desky

Těžiště polokruhové desky bude ležet (z důvodu symetrie) na její ose souměrnosti v určité vzdálenosti od rovné hrany. Proto ji budeme orientovat rovnou hranou kolmo ke zvolené ose x. Desku nyní rozdělíme na proužky o hmotnosti dm a tloušťky dx kolmé na x, viz obrázek. Délku proužku můžeme vyjádřit v závislosti na proměnné x vztahem:

kde R je poloměr desky. Ve vztahu pro výpočet x-ové souřadnice těžiště desky vyjádříme hmotnost proužku dm a hmotnost desky m pomocí plochy S a plošné hustoty s, která se posléze vykrátí:

Integrál v čitateli vyřešíme pomocí substituce

,

ze které derivováním vyplývá

.

Při dosazení nezapomeneme přepočítat integrační meze (dosazením do substitučního vztahu dostaneme dolní mez rovnu R2, horní mez 0):

Pro souřadnici těžiště desky ve směru osy x tedy dostáváme:

Těžiště polokruhové desky leží na její ose souměrnosti (na poloměru kolmém k rovné hraně) ve vypočítané vzdálenosti od rovné hrany, což můžeme snadno ověřit například změřením poloměru vystřižené papírové desky a jejím vyvážením na špičce tužky.

Zavřít okno