Symmetri ved en kule

Her kan du stille spørsmål vedrørende problemer og oppgaver i matematikk på høyskolenivå. Alle som har kunnskapen er velkommen med et svar. Men, ikke forvent at admin i matematikk.net er spesielt aktive her.

Moderatorer: Vektormannen, espen180, Aleks855, Solar Plexsus, Gustav, Nebuchadnezzar, Janhaa

Svar
Nibiru
Cauchy
Cauchy
Innlegg: 230
Registrert: 14/10-2012 16:26

Hei.

Jeg har en kule i første kvadrant x>0, y>0, z>0, med massetetthet p(x,y,z).
Hvordan kan jeg se/forstå at tyngdepunktet til dette området skal være x=y=z. Altså alle koordinatene er like. (Så man slipper å regne de andre to hvis man har en av dem).
mikki155
von Neumann
von Neumann
Innlegg: 549
Registrert: 05/02-2011 12:36
Sted: Trondheim

Er det en hel kule, eller bare en åttendedel av kula i første kvadrant?
Fysikk og matematikk (MTFYMA, Sivilingeniør/Master 5-årig) ved NTNU
Nibiru
Cauchy
Cauchy
Innlegg: 230
Registrert: 14/10-2012 16:26

En åttendedel.
mikki155
von Neumann
von Neumann
Innlegg: 549
Registrert: 05/02-2011 12:36
Sted: Trondheim

Ok, det finnes sikkert personer som har bedre forklaringer enn meg, men jeg prøver.

Siden oktantdelen er symmetrisk, vil massen fordele seg jevnt i hvert "snitt" (en liten overfladisk plate, om du vil) av denne delen. Hvis massetettheten øker jevnt, kan man tenke at hvert snitt utover har større tetthet. Hvis du tenker at du legger den største platen i hånda di først - og så legger på alle de andre til du har hele delen - vil du finne at den balanserer på midtpunktet. Dette er pga. symmetrien. Selvsagt vil jo massesentrum som regel ligge et sted inne i delen, men det gir vel hvert fall et greit bilde.

En analogi kan være f. eks. at hvis du har en masseløs stang med to punktmasser på hver ende med lik masse, så vil alltid massesentrum ligge på midten av stanga pga. symmetrien.

Tror ikke jeg klarer å forklare noe bedre enn dette hehe
Fysikk og matematikk (MTFYMA, Sivilingeniør/Master 5-årig) ved NTNU
Nibiru
Cauchy
Cauchy
Innlegg: 230
Registrert: 14/10-2012 16:26

Ok, tusen takk for forklaring.
Gustav
Tyrann
Tyrann
Innlegg: 4558
Registrert: 12/12-2008 12:44

Betrakt først planet gitt ved ligningen y=x. Legemet er fullstendig symmetrisk om dette planet, så det følger at massesenteret må ligge i dette planet.

Betrakt deretter planet z=x. Samme argument gir at massesenteret må ligge i dette planet. Ergo er koordinatene til massesenteret gitt ved at x=y=z.
Svar