半楕円の重心
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2022.07.27
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つまり、
この半楕円の重心の位置を求めましょう。
x
軸上にあることは明らかなのですが・・・。
(1) 求め方その1
y
軸を中心とする仮想トルク ( 図形の中の微小区域に紙面に対して垂直な方向に働く力があり、その大きさは微小面積に等しいとする ) の総和
一方、
y
軸に平行な重心線 ( 図形の中を貫通する重心を含む線分 ) の
y
軸からの距離を
k
とすると、
y
軸を中心とする仮想トルクの総和は
k
× 半楕円の面積 として求めることができます。したがって、次の等式が成り立ちます。
※ 参考:
解析学 > 楕円の面積
よって、
これでこの半楕円の重心の存在する
x
座標値がわかりました。
(2) 求め方その2
半楕円の重心の
y
軸からの距離を
k
とすると、重心が
y
軸を中心として1公転したときの道のりは 2
πk
になるので、楕円球の体積は次の式より求めることができます。
楕円球の体積 = 半楕円の面積 × 2
πk
したがって、楕円球の体積は次のようになります。
一方、楕円球の体積は
なので ( 参考 :
解析学 > ドーナッツの体積
)、次の等式が成り立ちます。
したがって、