Calculatrice de centre de gravité (formes composées et polygones)

Saisissez vos valeurs. La réponse et la solution détaillée se mettent à jour pendant la saisie.

Résultat

Aire A4737
x̄61,9
ȳ35,08
Ix (par rapport au centre de gravité)5251529
Iy (par rapport au centre de gravité)3131049
PartieAxyA·xA·y
rectangle 120 × 202400601014400024000
rectangle 20 × 10020006070120000140000
triangle45080303600013500
alésage: cercle r = 6−113,160100−6786−11310

Utilisez la même unité de longueur pour toutes les valeurs ; l’aire est exprimée dans cette unité au carré.

Trouvez le centre de gravité d’une aire composée. Décrivez-la avec des rectangles, des triangles, des cercles et des demi-cercles, en retranchant les trous, ou saisissez les sommets d’un polygone. La calculatrice donne l’aire totale, les coordonnées x̄ et ȳ du centre de gravité et les moments quadratiques par rapport aux axes passant par le centre de gravité, avec un tableau de chaque partie.

Corrigé pas à pas

Aire et centre de gravité de chaque partie

rectangle 120 × 20: A = 2400, x = 60, y = 10
rectangle 20 × 100: A = 2000, x = 60, y = 70
triangle: A = 450, x = 80, y = 30
alésage: cercle r = 6: A = −113,1, x = 60, y = 100
Les trous comptent comme des aires négatives. Le centre de gravité d’un triangle est la moyenne de ses sommets ; celui d’un demi-cercle se trouve à 4r/(3π) du côté plat.

Centre de gravité de la forme entière

A = ΣA = 4737
x̄ = ΣA·x/ΣA = 293214/4737 = 61,9
ȳ = ΣA·y/ΣA = 166190/4737 = 35,08

Moments quadratiques par rapport au centre de gravité (théorème de Huygens)

Ix = Σ(I0 + A·(y − ȳ)²) = 5251529
Iy = Σ(I0 + A·(x − x̄)²) = 3131049

Formules clés

Centre de gravité
ȳ = ΣAiyi/ΣAi
Rectangle
I = bh³/12
Théorème de Huygens
I = Ic + A·d²
Section composée
I = Σ(Ic,i + Aidi²)

Comment trouver le centre de gravité d’une forme composée

  1. Décomposez la forme en parties simples dont vous connaissez l’aire et le centre de gravité, et traitez les trous comme des aires négatives.
  2. Rectangle : centre de gravité au milieu. Triangle : la moyenne des trois sommets. Demi-cercle : 4r/(3π) du côté plat.
  3. Multipliez chaque aire par les coordonnées de son centre de gravité et additionnez : ΣA·x et ΣA·y.
  4. Divisez par l’aire totale : x̄ = ΣA·x/ΣA et ȳ = ΣA·y/ΣA.
  5. Pour un polygone, utilisez les formules du lacet avec les sommets dans l’ordre.

Questions et réponses

Comment saisir les parties ?

Une partie par entrée, séparées par des points-virgules : rect x y width height (avec x, y le coin inférieur gauche), tri x1 y1 x2 y2 x3 y3, circle xc yc r, semicircle xc yc r (côté plat vers le bas, sur la droite y = yc). Placez hole devant une partie pour la soustraire.

Le centre de gravité peut-il se trouver en dehors de la forme ?

Oui. Pour une forme en L, un anneau ou une forme en C, le centre de gravité se trouve souvent dans le vide.

Les points du polygone doivent-ils suivre un sens particulier ?

Non, le sens horaire et le sens antihoraire conviennent tous deux. Ils doivent suivre le contour dans l’ordre, et les côtés ne doivent pas se croiser.

Pourquoi un trou compte-t-il comme une aire négative ?

La forme avec un trou est la forme pleine moins le trou : son aire et son moment statique valent donc les valeurs de la forme pleine moins celles du trou.

Entraînez-vous

S’entraîner : Centre de gravité et moment quadratique

Une calculatrice donne la réponse. À l’examen, il vous faut la méthode : entraînez-vous avec de nouveaux exercices, des indices et des corrigés détaillés.

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