วิธีการทดลองเพื่อกำหนดจุดศูนย์กลางมวลสำหรับวัตถุ 3 มิติ

1

ฉันต้องกำหนดจุดศูนย์กลางของมวลสำหรับวัตถุ 3 มิติ (กล่องที่มีขอบเขต: ประมาณ ) ที่ไม่สม่ำเสมอและไม่มีความหนาแน่นสม่ำเสมอ ฉันรู้วิธีกำหนดจุดศูนย์กลางมวลสำหรับวัตถุทรงแบน ฉันคิดว่าฉันสามารถลองใช้วิธีการที่คล้ายกันสำหรับวัตถุ 3 มิติ แต่ปัญหาที่ฉันมีคือฉันไม่สามารถระบุจุดตัดของระนาบได้เนื่องจากมันอยู่ภายในวัตถุ $0.30 \text{ m} \times 0.20 \text{ m} \times 0.10 \text { m}$

จากนั้นฉันคิดว่าฉันสามารถใช้เครื่องชั่งสำหรับสามทิศทางและกำหนดจุดศูนย์กลางมวลโดยการหาจุดสมดุลสำหรับ "ทิศทางหลัก" ทั้งสาม

วิธีสุดท้ายเป็นวิธีที่ดีหรือไม่? วิธีที่ดีที่สุดในการกำหนดจุดศูนย์กลางมวลโดยการวัดคืออะไร?

measurements

— MrYouMath
แหล่งที่มา

1

หากต้องการกำจัดคำตอบที่ไม่สามารถทำได้คุณสามารถเพิ่มขนาดของวัตถุนี้ได้หรือไม่? คุณสามารถแขวนมันด้วยเชือกได้ไหม? คุณสามารถเอียงและชั่งน้ำหนักมันได้หรือไม่

— GürkanÇetin

ขอบคุณสำหรับความคิดเห็นของคุณ. ฉันเพิ่มมิติ คุณสามารถแขวนด้วยเชือกคุณยังสามารถเอียงและชั่งน้ำหนักได้

— MrYouMath

คุณให้มิติและบอกว่ามันไม่ปกติ นี่หมายความว่าไม่ใช่รูปกล่องใช่หรือไม่ ในกรณีนี้ขนาดที่กำหนดเป็นเพียงกล่องของขอบเขตของวัตถุหรือไม่ คุณรู้รูปร่างทั่วไปของวัตถุเป็นเบื้องต้นหรือไม่? ถ้าเป็นเช่นนั้นคุณช่วยให้เราร่าง?

— วาซาบิ

@ วาซาบิ: ใช่การวัดเป็นกล่องขอบและฉันไม่รู้รูปร่างทั่วไป

— MrYouMath

3

ฉันกำหนดเซนทรอยด์ 3 มิติของ UAVs (drones) เป็นประจำด้วยวิธีนี้:

a) ค้นหาภาชนะที่มีใบหน้าแบนและมุมฉาก (กล่อง) ที่มีวัตถุแน่น

b) แผ่นตกแต่งภายในด้วยกระดาษทิชชูหรือถั่วลิสงโฟมเพื่อให้วัตถุไม่เคลื่อนที่

c) ใช้เดือยไม้เป็นศูนย์กลางและสร้างความสมดุลให้กับภาชนะ

d) ทำเครื่องหมายตำแหน่งของเดือยกับหน้ากล่อง

e) ทำซ้ำด้านอื่น ๆ

ฉ) จุดตัดของระนาบที่ทำเครื่องหมายไว้บนภาชนะนั้นสอดคล้องกับมวลเซนทรอยด์

มวลของภาชนะ + ถั่วลิสงควรมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับวัตถุที่จะวัด

— โดนัลด์กิบสัน
แหล่งที่มา

2

สองตัวเลือกคุณสามารถเลือกหนึ่งที่เหมาะสม / ปฏิบัติ

ตัวเลือกที่ 1: การแขวน : คุณสามารถแขวนวัตถุและวาดเส้นความโน้มถ่วง (แนวตั้ง) หรือส่วนมาก จากนั้นคุณแขวนมันจากจุดอื่นแล้ววาดเส้นอีกครั้ง พวกเขาตรงจุด CG คุณอาจต้องทำการวิเคราะห์เพื่อหาค่าตัวชี้วัดสำหรับตำแหน่ง CG
ตัวเลือกที่ 2: เอียงและชั่งน้ำหนัก : วัดที่มุมพิทช์ที่กำหนดให้ CG_x และ CG_y หากคุณค้นหาเครื่องชั่งสามเครื่องบนพื้นที่สมบูรณ์และวางวัตถุของคุณโดยกดเครื่องชั่งสามเครื่อง หากคุณวัดหลังจากเอียงมัน (เช่น 30 องศา) คุณสามารถหาค่า CG_z ได้

วิธีการของคุณมีลักษณะคล้ายกับตัวเลือกที่ 2 แต่ฉันไม่แน่ใจว่าการวัดหนึ่งด้วยการตั้งค่าที่แนะนำนั้นเพียงพอหรือไม่

— GürkanÇetin
แหล่งที่มา

2

อีกวิธีหนึ่งคือการแกว่งสิ่งและคำนวณแขนลูกตุ้มจากระยะเวลาสวิงที่สอดคล้องกับ CG หมายเหตุมีสองตัวเลือกที่นี่ลูกตุ้มเดี่ยวที่วัตถุหมุนด้วยการสวิงหรือจุดแขวนหลายจุดที่มีความยาวเท่ากันซึ่งวัตถุยังคงแบนอยู่ขณะที่มันแกว่ง ในวิธีอื่น ๆ เพื่อให้ได้ค่า cg ที่แน่นอนคุณต้องทำอย่างน้อย 3 ครั้งในการหมุนรอบทิศ นี่เป็นวิธีการที่ได้รับการอนุมัติสำหรับการคำนวณ VCG ของเรือขนาดเล็ก

— ฟิลสวีท
แหล่งที่มา

วิธีการที่น่าสนใจ ฉันคิดว่าคงต้องชดเชยความต้านทานอากาศที่ทำให้การแกว่งช้าลงและทำให้ลูกตุ้มดูยาวกว่าที่เป็นจริง

— Wossname

@Wossname ข้อสันนิษฐานของคุณไม่ถูกต้องสำหรับทุกคนยกเว้นวัตถุที่มีความหนาแน่นน้อยที่สุดมิฉะนั้นนาฬิกาของคุณปู่จะไม่ทำงาน แต่ถ้าคุณหวาดระแวงให้ทำการทดสอบในห้องสูญญากาศ นาซ่ามีของใหญ่ที่ดี

— Carl Witthoft

@CarlWitthoft นาฬิกาของปู่ได้รับการปรับเทียบเพื่อหมุนออกข้อผิดพลาดนั้นฉันไม่คิดว่าการเปรียบเทียบของคุณทำงานได้อย่างไร

— Wossname

@PhilSweet นี่ไม่ใช่วิธี "ที่อนุมัติ" สำหรับระบบทางทะเล! เมื่อคำนวณเสถียรภาพของเรือมุมม้วนจะได้รับหลังจากเลื่อนน้ำหนักที่รู้จักในตำแหน่งที่รู้จัก ความพยายามใด ๆ ที่จะอนุมานเสถียรภาพจากช่วงเวลาม้วนไม่ถูกต้อง

— Donald Gibson