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質問日時: 2011/12/22 01:22 回答数: 3 件 平行軸の定理の証明が教科書に載っていましたが、難しくてよくわかりませんでした。 できるだけわかりやすく解説していただけると助かります。 No. 2 ベストアンサー 簡単のために回転軸、重心、質点(質量m)が直線状にあるとして添付図のような図を書きます。 慣性モーメントは(質量)×(回転軸からの距離の二乗)なので、図の回転軸まわりの慣性モーメントは mX^2 = m(x+d)^2 = mx^2 + md^2 + 2mxd となりますが、全ての質点について和を取ると重心の定義からΣmxが0になるので、最後の2mxdが和を取ることで0になり、 I = Σmx^2 + (Σm)d^2 になるということです。第一項のΣmx^2は慣性モーメントの定義から重心まわりの慣性モーメントIG, Σmは剛体全体の質量Mになるので I = IG + Md^2 教科書の証明はこれを一般化しているだけです。 この回答への補足 >>全ての質点について和を取ると重心の定義からΣmxが0になるので 大体理解できましたが、ここの部分がよくわからないので教えていただけませんか。 補足日時:2011/12/24 15:40 0 件 この回答へのお礼 どうもありがとうございました! お礼日時:2011/12/25 13:07 簡単のため一次元の質点系なり剛体で考えることにして、重心の座標Rxは、その定義から Rx = Σmx / Σm 和は質点系なり剛体を構成する全ての質点について取ります。 ANo. 2の添付図のx(小文字)は重心を原点とした時の質点の座標。 したがって重心が原点にあるので Rx =0 この二つの関係から Σmx = 0 が導かれます。 これを二次元、三次元に拡張するのは同じ計算をy成分、z成分についても行なうだけです。 1 No. 1 回答者: ocean-ban 回答日時: 2011/12/22 06:57 お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて! 【構造力学】図形の図心軸回りの断面２次モーメントを求める. gooで質問しましょう! このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています
平行軸の定理(1) - YouTube
83 + 37935 =42440. 833 [cm 4] z 軸回りの断面2次モーメントは42440. 8 [cm 4]となり、 同じ図形であるにもかかわらず 解答1 (18803. 33)とは違う値 になりました。 これは、 解答1 と 解答2 で z 軸の設定が異なることが理由です。 さっきと同じように、図心軸と z 軸との距離 y 0 を算出していきます。 =∑Ay / ∑A =1770 / 43. 平行軸の定理について -平行軸の定理の証明が教科書に載っていましたが- 物理学 | 教えて!goo. 5 =13. 615 [cm] z 軸から13. 6cm下に行ったところに図心軸があることがわかりました。 これも同様に計算していきましょう。 =42440. 833 – 13. 615 2 ×130 ということになり、 解答1 と同じ結論が得られます。 最初のz軸の取り方に関わらず、同じ答えが導き出せる ことがわかりました。 まとめ 図心軸回りの断面2次モーメントを、2種類の任意軸の設定で解いてみました。 この問題は上述のように、まず、図形を簡単な図形(長方形、円等)に分割し、面積 A 、軸からの距離 y 、 y 2 A 、 I 0 を表にまとめた上で、以下の順番で解いていくとスムーズです。 公式だけを覚えていると途中で何を求めているかわからなくなります。理由や仕組みをしっかり理解しておきましょう。
断面二次モーメント(対称曲げ)の計算法 断面が上下に対称ならば,図心は断面中央であるから中立軸は中央をとおる. そして,断面二次モーメント I は,断面の高さを h ,幅を b ( z の関数)とすれば, 断面係数は,上下面で等しく である. 計算例] 断面が上下に非対称なときは,次の平行軸の定理を利用して,中立軸の位置,断面二次モーメントを求める. 平行軸の定理 中立軸に平行な任意の y ' 軸に関する面積モーメントおよび,断面二次モーメントを S ' , I ' とすれば ここで, e は中立軸 y と y ' 軸との距離, A は断面積 が成立する. 証明 題意より,中立軸からの距離を z , y ' 軸からの距離を z とすれば, z = z + e 面積モーメントの定義より, 断面二次モーメントの定義より 一般に,断面二次モーメントは高さの三乗,断面係数は高さの二乗にそれぞれ比例するのに対し,面積は高さに比例する.したがって,同じ断面積ならば,面積すなわち重さが一定なのに対し, すなわち,曲げ応力は小さくなり,有利である.このことは, すなわち,そこに面積があっても強度上効果はないことからも推測できる. 例えば,寸法が a × b ( a > b )の矩形断面の場合, a が高さとなるように配置したときと, b が高さとなるように配置した場合を比べれば,それぞれの場合の最大曲げ応力 s a , s b の比は となり,前者の曲げ強度は a / b 倍となる. また,外径 D の中実円形と,内径 をくり抜いた中空円形断面を比較すれば,中空円形断面と中実断面の重量比 a ,曲げ強度比 b は, となり,重量が 1/2 になるのに対し,強度は 25% の低下ですむ. 初心者でもわかる材料力学8 断面二次モーメントを求める。（断面一次モーメント、断面二次モーメント）. 計算例]
Introduction to theoretical physics ^ A. R. Abdulghany, American Journal of Physics 85, 791 (2017); doi:. ^ Paul, Burton (1979), Kinematics and Dynamics of Planar Machinery, Prentice Hall, ISBN 978-0-13-516062-6 ^ a b T. Kane and D. A. Levinson, Dynamics, Theory and Applications, McGraw-Hill, NY, 2005. 関連項目 [ 編集] クリスティアーン・ホイヘンス ヤコブ・スタイナー 慣性モーメント 垂直軸の定理 ( 英語版 ) 剛体力学 ストレッチ則 ( 英語版 ) 外部リンク [ 編集] ウィキメディア・コモンズには、 平行軸の定理 に関連するカテゴリがあります。 Parallel axis theorem Moment of inertia tensor Video about the inertia tensor