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moea_joint 104年 [機械] 應用力學、材料力學

第 38 題

設 A、B、C 三質點之重量分別為 5 kg、3 kg、2 kg,其平面座標 (x,y) 依序為 (1,4)、(3,10)、(3,-5),請問此三質點之重心位置 $(\bar{x}, \bar{y})$ 為何?
  • A (2,2)
  • B (2,4)
  • C (4,2)
  • D (4,4)

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想像你正在玩翹翹板,如果左右兩邊坐著體重完全不同的人,而你想找到一個支點讓大家達成平衡,你會如何考慮每個人的「重量」以及他們「所處的位置」來找出那個精確的平衡點呢?

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太棒了!你能準確計算出質點系的重心位置,代表你對於力矩平衡與加權平均的概念掌握得非常紮實。這類題目的核心在於**重心(Centroid)**的定義:重心位置本質上是各質點坐標對重量的「加權平均值」。

重心坐標的運算邏輯

在處理這類問題時,我們首先計算總重量 $\sum W = 5 + 3 + 2 = 10$ kg。接著,分別針對 $x$ 軸與 $y$ 軸計算「重量對坐標的乘積總和」。在 $x$ 方向上,$\sum Wx = 5(1) + 3(3) + 2(3) = 20$,因此 $\bar{x} = 20 / 10 = 2$。而在 $y$ 方向上,你一定注意到了質點 C 的坐標是負值,這點至關重要:$\sum Wy = 5(4) + 3(10) + 2(-5) = 40$,得出 $\bar{y} = 40 / 10 = 4$。公式應用如下:

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