Schwerpunkt.
Schwerpunkt.
irische Gestalt des betrachteten Systems
kennt.
Sei ds das Element einer ebenen Curve,
welche man sich um ihre Axe der x
gedreht denkt, so wird der' Inhalt der
erzeugten Rotationsfläche sein
F
« J'yds,
wo « der bei der Drehung zurückgelegte
Bogen ist.
Nun ist aber, wenn S die Länge der
ganzen Curve, y die Ordinate ihres Schwer
punkts ist:
yds — yS.
Es ist nämlich, wenn q die Dichtig
keit ist:
ydm — yyds = yM = tjüs.
Ferner ist nyS der bei der Entstehung
der Fläche vom Schwerpunkte der Er
zeugungslinie beschriebene Kreis.
Seien jetzt ferner y — f(x), y, = y(«)
die Gleichungen zweier ebenen Curven,
welche um die gemeinschaftliche Axe der
«gedreht werden. Das Stück der Ebene,
welches zwischen ihnen und zwei den
Abscissen x 0 , x L entsprechenden Ordi-
naten liegt, wird dann einen Umdrehungs
körper erzeugen, dessen körperlicher In
halt ist:
K
= f.r
I/O) 2 -'/
Sei nun wieder y die Ordinate des
Schwerpunktes desjenigen Ebenenstückes,
welches den Umdrehungskörper erzeugt,
so ist offenbar, wenn wir mit V den
Flächeninhalt dieses Ebenenstücks be
zeichnen :
dm — q dx dy, M — pF,
also:
yV = j'J\y-y r ) dx dy = ^ J' 1 [f(x) i - y (»)»] dx,
also:
K=«yV.
Es folgt hieraus:
I. Das Volum einer Umdrehungsfiäche
ist gleich dem Product der Länge der
ebenen Erzeugungscurve in den Weg des
Schwerpunktes derselben.
II. Der körperliche Inhalt eines Um
drehungskörpers ist gleich dem Flächen
inhalt der Erzeugungsfläche multiplicirt
mit dem Wege ihres Schwerpunktes.
In diesen beiden Regeln besteht der
Guldinische Satz. Er führt die Flächen
inhalte der Rotationsflächen und Körper
auf die Schwerpunkte ihrer Entstehungs
ebenen und Linien zurück und umgekehrt.
Hieran ist noch ein Satz zu knüpfen,
der sich auf den körperlichen Inhalt
schief abgeschnittener Prismen oder Cy
linder bezieht.
Sei P ein solcher Körper, A und B
der Flächeninhalt der beiden Basen,
so lässt sich P durch Ebenen, welche
den Seiten parallel sind, in unendlich
viel Prismen oder Cylinder theilen. Sei
a die Grundfläche, h die Höhe eines
solchen senkrecht auf Ebene A, so ist;
P — (ih -j- a l h l -f- . ,, — N
Offenbar ist nun, wenn b, b t , b a . . .
die andern Grundflächen der unendlich
kleinen Prismen sind:
a a L A
T~b~ B ’
also:
P=~2{bh).
Wird die Ebene A als Ebene der yz be
trachtet, so ist h die darauf senkrechte
Ordinate x von h. also wenn H die ent
sprechende Höhe des Schwerpunkts vor.
b ist, so hat man:
2 (hh) = HB, also P = AH.
D. h.
III. Der Inhalt eines schief abgeschnit
tenen Prismas oder Cylinders ist gleich
dem Produkt der einen Grundfläche in
den Abstand ihres Schwerpunktes von
der andern Grundfläche.
2) Schwerpunktsbestimmungen.
Der Schwerpunkt eines Systems wird
bestimmt durch drei Gleichungen von
der Gestalt 1) des vorigen Abschnitts,
also:
2 hm — HM,
wo h die Abstände der einzelnen Punkte
des Systems, H den seines Schwer
punkts von einer beliebigen Ebene an
zeigt. Es ist nöthig, dass hierbei drei
auf einander senkrechte Ebenen genom
men werden, da ja jede Richtung h als
zu einem andern Coordinatensystem ge
hörig gedacht werden kann.
Zerlegt man ferner das System in
mehrere andere, deren Massen fi,
. sind, und wo die Abstände der