Příklad 13
Nalezněte těžiště 1. závitu šroubovice
> | restart:with(student):with(plots):with(VectorCalculus): |
Warning, the name changecoords has been redefined
Warning, the assigned names <,> and <|> now have a global binding
Warning, these protected names have been redefined and unprotected: *, +, ., Vector, diff, int, limit, series
Parametrické rovnice jsou
> | par:=x=r*cos(t),y=r*sin(t),z=v*t,t=0..2*Pi; |
Vykreslíme tuto křivku, položme v=3, r=2 .
> | spacecurve([2*cos(t),2*sin(t),3*t],t=0..2*Pi, axes=normal,thickness=5); |
Potřebné integrály jsou:
- délka křivky
> | s[gamma]:=Lineint(1,par); |
# Pomocí [...] je zapsán pouze index.
> | value(s[gamma]); |
Potřebujeme upravit výraz pod odmocninou
> | sg:=simplify(%,{cos(t)^2+sin(t)^2=1}); |
# Druhý parametr určuje rovnice, pomocí kterých se výraz zjednoduší.
Výpočet pomocí PathInt .
> | _s:=PathInt(1,[x,y,z] = Path(<r*cos(t),r*sin(t),v*t>, t=0..2*Pi)); |
# Dále lze stejně upravit jako při výpočtu pomocí Lineint
- první statické momenty
> | M[x,y]:=Lineint(z,par); |
> | M[y,z]:=Lineint(x,par); |
> | M[x,z]:=PathInt(y,[x,y,z] = Path(<r*cos(t),r*sin(t),v*t>, t=0..2*Pi)); |
# Pomocí příkazu PathInt dostáváme hned výsledek.
> |
Vypočítejme hodnoty uvedených integrálů
> | Mxy:=value(M[x,y]); Myz:=value(M[y,z]); Mxz:=value(M[x,z]); |
Z výsledků je patrné, že těžiště leží na souřadnicové ose z , což je očekávaný výsledek. Zbývá určit jeho z -tovou souřadnici.
> | z[T]:=Mxy/sg; |
> |
> |