一根粗细均匀的直铁丝从中间弯折成直角其重心位置在哪里?
问题描述:
一根粗细均匀的直铁丝从中间弯折成直角其重心位置在哪里?
答
做一个数学模型:
1、当取一根绳挂在铁丝中间(90度角上)时,铁丝左右平衡,故重心必定穿过该90度角的平分线.
2、当取一根绳挂在铁丝一端,铁丝左右平衡时,设挂铁丝的一端与垂线的角度为θ,则可以根据力矩平衡列出方程(设铁丝总长度为2,总重量为2):
(1+tgθ)*1*sinθ=(1-tgθ)(1-tgθ)*cosθ
整理最后得到tgθ=1/3,θ=arctg(1/3),角度约为18.4度
所以重心就是直角的角平分线和与一条边成18.4度的射线的交点.