Ny foiben'ny hery misintona, na ny foiben'ny lanja, dia foto-kevitra fototra amin'ny fizika sy ny injeniera ampiasaina hamaritana ny fifandanjana sy ny fahamarinan'ny zavatra iray. Ny foiben'ny hery misintona dia ny teboka izay heverina fa mifantoka ny lanjan'ny zavatra iray ary izay heverina fa miasa ny herin'ny hery misintona. Ny fahatakarana io foto-kevitra io dia zava-dehibe amin'ny fampiharana isan-karazany, manomboka amin'ny famolavolana rafitra fanorenana ka hatramin'ny famakafakana ny fihetsehan'ny zavatra. Ity lahatsoratra ity dia hiresaka momba ny famaritana ny foiben'ny hery misintona, ny fomba fikajiana ny foiben'ny hery misintona ho an'ny endriky ny zavatra isan-karazany, ary ohatra maromaro amin'ny olana mba hanazavana io foto-kevitra io.
Famaritana ny Foiben'ny Hery Misintona
Ny foiben'ny hery misintona (foiben'ny lanja) dia ny teboka ao amin'ny zavatra iray izay azo heverina ho mifantoka ny lanja manontolo amin'ny zavatra iray mba hikajiana ny hery sy ny fotoana. Ao amin'ny rafitra fandrindrana Cartesian, ny foiben'ny hery misintona amin'ny zavatra iray manana lanja mizara dia azo kajy amin'ny fampiasana ity raikipohy manaraka ity:
\[
x_{\text{cm}} = \frac{\sum (x_i \cdot m_i)}{\sum m_i}
\]
\[
y_{\text{cm}} = \frac{\sum (y_i \cdot m_i)}{\sum m_i}
\]
\[
z_{\text{cm}} = \frac{\sum (z_i \cdot m_i)}{\sum m_i}
\]
Izay \((x_i, y_i, z_i) \) no koordinate-n'ny singa lanja \(m_i \).
Foiben'ny hery misintona ho an'ny endrika isan-karazany amin'ny zavatra
1. Foiben'ny hery misintona ho an'ny zavatra mitovy
Ho an'ny zavatra homogeneous (miaraka amin'ny hakitroky mitovy), ny foiben'ny hery misintona dia azo faritana amin'ny fomba tsotra kokoa. Ohatra:
– Tsorakazo Manify: Ny foiben'ny hery misintona amin'ny tsorakazo manify sy mitovy halavana \( L \) dia eo afovoan'ny tsorakazo, izany hoe eo amin'ny \( x = \frac{L}{2} \).
– Takelaka mahitsizoro: Ny foiben'ny hery misintona amin'ny takelaka mahitsizoro mitovy habe misy ny lavany \( L \) sy ny sakany \( W \) dia eo amin'ny fihaonan'ny diagonaly, izany hoe eo amin'ny \( x = \frac{L}{2} \) sy \( y = \frac{W}{2} \).
– Takelaka telozoro: Ny foiben'ny hery misintona amin'ny takelaka telozoro homogeneous dia eo amin'ny ampahatelon'ny salan'isa tsirairay amin'ny telozoro. Ho an'ny telozoro misy koordinate vertex \( A(x_1, y_1) \), \( B(x_2, y_2) \), ary \( C(x_3, y_3) \):
\[
x_{\text{sm}} = \frac{x_1 + x_2 + x_3}{3}
\]
\[
y_{\text{cm}} = \frac{y_1 + y_2 + y_3}{3}
\]
2. Foiben'ny hery misintona ho an'ny zavatra tsy mitovy
Ho an'ny zavatra tsy mitovy hakitroky (tsy mitovy ny hakitroky), ny foiben'ny hery misintona dia tsy maintsy kajy amin'ny fizarana ny zavatra ho singa kely misy lanja ary kajy ny foiben'ny hery misintona amin'ny fampiasana ny raikipohy integral. Ohatra, ho an'ny zavatra miovaova hakitroky \( \rho(x, y, z) \):
\[
x_{\text{cm}} = \frac{\int x \cdot \rho(x, y, z) \, dV}{\int \rho(x, y, z) \, dV}
\]
\[
y_{\text{cm}} = \frac{\int y \cdot \rho(x, y, z) \, dV}{\int \rho(x, y, z) \, dV}
\]
\[
z_{\text{cm}} = \frac{\int z \cdot \rho(x, y, z) \, dV}{\int \rho(x, y, z) \, dV}
\]
Ohatra amin'ny fanontaniana momba ny Foiben'ny Hery Misintona
Ohatra Fanontaniana 1: Foiben'ny Hery Misintona amin'ny Tsorakazo Manify
Fanontaniana:
Kajy ny ivon'ny hery misintona amin'ny tsorakazo manify sy homogeneous mirefy 10 metatra.
Vahaolana:
Koa satria homogeneous ny tsorakazo, dia eo afovoan'ny tsorakazo ny foiben'ny hery misintona:
\[
x_{\text{cm}} = \frac{L}{2} = \frac{10 \, \text{m}}{2} = 5 \, \text{m}
\]
Noho izany, ny ivon'ny hery misintona an'ilay tsorakazo manify dia 5 metatra miala ny tendrony iray amin'ny tsorakazo.
Ohatra Fanontaniana 2: Foiben'ny Hery Miboiboika amin'ny Takelaka Mahitsizoro
Fanontaniana:
Kajy ny ivon'ny hery misintona amin'ny takelaka mahitsizoro mitovy endrika, 8 metatra ny lavany ary 4 metatra ny sakany.
Vahaolana:
Eo amin'ny fihaonan'ny diagonaly ny foiben'ny hery misintona amin'ny takelaka mahitsizoro homogeneous, izany hoe:
\[
x_{\text{cm}} = \frac{L}{2} = \frac{8 \, \text{m}}{2} = 4 \, \text{m}
\]
\[
y_{\text{cm}} = \frac{W}{2} = \frac{4 \, \text{m}}{2} = 2 \, \text{m}
\]
Koa, ny ivon'ny hery misintona amin'ilay takelaka mahitsizoro dia (4 m, 2 m).
Ohatra Fanontaniana 3: Foiben'ny Hery Misinton'ny Takelaka Telozoro
Fanontaniana:
Kajio ny foiben'ny hery misintona amin'ny takelaka telozoro homogeneous misy tendrony amin'ny koordinate \( A(0, 0) \), \( B(6, 0) \), ary \( C(3, 6) \).
Vahaolana:
Azo kajy amin'ny alalan'ny raikipohy ny foiben'ny hery misintona amin'ny takelaka telozoro homogeneous:
\[
x_{\text{cm}} = \frac{x_1 + x_2 + x_3}{3} = \frac{0 + 6 + 3}{3} = \frac{9}{3} = 3 \, \text{m}
\]
\[
y_{\text{cm}} = \frac{y_1 + y_2 + y_3}{3} = \frac{0 + 0 + 6}{3} = \frac{6}{3} = 2 \, \text{m}
\]
Koa, ny ivon'ny hery misintona an'ilay takelaka telozoro dia (3 m, 2 m).
Ohatra Fanontaniana 4: Foiben'ny Hery Miboiboika ao amin'ny Rafitra Poti-javatra
Fanontaniana:
Ny rafitra iray dia misy poti-javatra telo mitovy lanja 2 kg avy, izay hita eo amin'ny koordinate \( (1, 2) \), \( (3, 4) \), ary \( (5, 6) \). Kajio ny foiben'ny hery misintona an'ilay rafitra poti-javatra.
Vahaolana:
Koa satria mitovy ny lanjan'ny poti-javatra, dia afaka mampiasa raikipohy tsotra isika mba hikajiana ny foiben'ny hery misintona:
\[
x_{\text{cm}} = \frac{\sum (x_i \cdot m_i)}{\sum m_i} = \frac{(1 + 3 + 5) \cdot 2}{3 \cdot 2} = \frac{9}{3} = 3 \, \text{m}
\]
\[
y_{\text{cm}} = \frac{\sum (y_i \cdot m_i)}{\sum m_i} = \frac{(2 + 4 + 6) \cdot 2}{3 \cdot 2} = \frac{12}{3} = 4 \, \text{m}
\]
Koa, ny ivon'ny hery misintona an'ilay rafitry ny poti dia (3 m, 4 m).
Famaranana
Ny ivon'ny hery misintona dia foto-kevitra fototra manan-danja amin'ny fizika sy ny injeniera. Ny fahatakarana ny fomba fikajiana ny ivon'ny hery misintona ho an'ny endrika samihafa amin'ny zavatra sy ny rafitry ny poti dia tena ilaina amin'ny famakafakana ny fifandanjana sy ny fahamarinan-toerana. Ity lahatsoratra ity dia niresaka momba ny famaritana ny ivon'ny hery misintona, ny fomba fikajiana ny ivon'ny hery misintona ho an'ny zavatra homogeneous sy inhomogeneous, ary nanome ohatra olana maromaro mba hanazavana izany foto-kevitra izany.
Eo amin'ny fiainana andavanandro, ny fahatakarana ny foiben'ny hery misintona dia tena ilaina amin'ny fampiharana isan-karazany, manomboka amin'ny famolavolana tranobe ka hatramin'ny fampivoarana ny teknolojia. Amin'ny alàlan'ny fahatakarana sy fampiharana ny foto-kevitry ny foiben'ny hery misintona, dia afaka mamolavola rafitra marin-toerana sy azo antoka kokoa isika ary mahatakatra tsara kokoa ny dinamikan'ny fihetsehan'ny zavatra.
