Расчет характеристик
Площадь сечения
F = F1 - F2 - F3;
где F1 - площадь прямоугольника 1;
F2 - площадь прямоугольника 2;
F3 - площадь круга 3.
F1 = h1 x b1 = 45 x 60 = 2700 мм²;
F2 = h2 x b2 = 15 x 45 = 675 мм²;
F3 = PI x R32 = PI x 7,5² = 176.715 мм²;
F = 2700 - 675 - 176.715 = 1848.285 мм².
Cтатические моменты
Обозначим начало координат в самой левой нижней точке сечения.
Тогда статический момент сложной фигуры относительно оси Х равен сумме статических моментов простых фигур составляющих эту фигуру.
Sx = Sx1 - Sx2 - Sx3;
где Sx1 - статический момент прямоугольника 1;
Sx2 - статический момент прямоугольника 2;
Sx3 - статический момент круга 3.
Sx1 = F1 x Xc1 = 2700 x 30 = 81000 мм³;
Sx2 = F2 x Xc2 = 675 x 11.25 = 15187.5 мм³;
Sx3 = F3 x Xc3 = 176.715 x 29.9 = 3976.0782 мм³;
Sx = 81000 - 15187.5 - 3976.0782 = 61836.422 мм³.
Cтатический момент сложной фигуры относительно оси Y равен сумме статических моментов простых фигур составляющих эту фигуру.
Sy = Sy1 - Sy2 - Sy3;
где Sy1 - статический момент прямоугольника 1;
Sy2 - статический момент прямоугольника 2;
Sy3 - статический момент круга 3.
Sy1 = F1 x Yc1 = 2700 x 22.5 = 60750 мм³;
Sy2 = F2 x Yc2 = 675 x 7.5 = 5062.5 мм³;
Sy3 = F3 x Yc3 = 176.715 x 30 = 5301.4376 мм³;
Sy = 60750 – 5062.5 - 5301.4376 = 50386.062 мм³.
Центр тяжести
Зная площадь сечения и его статические моменты можно определить координаты центра тяжести по следующим формулам:
Xc=Sx/F, Yc=Sy/F
Xc = 61836.422 : 1848.285 = 33,4561 мм;
Yc = 50386.062 : 1848.285 = 27,260975 мм.
Значения координат получены относительно выбранного начала координат O.
Если в треугольнике DEF угол F = 30 градусов , то катет DE, лежащий против этого угла ревен половине гипотенузы EF, т.е. EF = 2 DE или DE= 1/2 EF.
По теореме Пифагора:
DF^2+DE^2 = EF^2, пусть DE = х, тогда EF = 2х, а DF = 3 дм поусловию
решим уравнение : 3^2 + х^2 = (2х)^2
9 = 4x^2 - x^2
9 = 3x^2
3 = x^2
x =корень из 3 ,
значит DE = корень из 3 , EF = 2 корня из 3,
ответ: корень из 3, 2 корня из 3
