Çokgen Ağırlık Merkezi Hesaplama

Bir çokgenin köşe noktalarını girerek şeklin tam ağırlık merkezini bulun.

Nasıl hesaplanır?

Köşeleri noktalı virgülle ayrılmış x,y çiftleri olarak, sınır boyunca sırayla yazın (saat yönü de saat yönü tersi de olur). Bir köşeden sonrakine giden her kenar için (sonuncu ilkine bağlanır) araç çarpım = xi·yi+1 − xi+1·yi değerini oluşturur. İşaretli alan A = ½ Σ çarpım, ağırlık merkezi ise Cx = Σ (xi + xi+1) × çarpım / (6A) olur; Cy için de aynı biçim geçerlidir. En az üç köşe gerekir; kapanışta ilk köşenin tekrar yazılması zarar vermez. Bir çift iki sayı değilse ya da alan sıfırsa (noktalar doğrusal) sonuç çıkmaz. Kenarlar birbirini kesmemelidir: araç bunu denetlemez ve kelebek biçiminde bile bir sayı verir, ancak bu anlamsızdır.

Örnek hesaplama

L biçimli bir arsanın köşeleri 0,0; 6,0; 6,2; 2,2; 2,6; 0,6. Kontrol için onu 6 × 2'lik bir dikdörtgene (alan 12, merkez (3, 1)) ve üstündeki 2 × 4'lük bir dikdörtgene (alan 8, merkez (1, 4)) bölün. Alanla ağırlıklandırınca: x = (12 × 3 + 8 × 1) / 20 = 2,2 ve y = (12 × 1 + 8 × 4) / 20 = 2,2. Araç, ayakkabı bağı toplamlarıyla X için 2,2000, Y için 2,2000 verir. Altı köşenin düz ortalaması başka bir nokta olurdu.

Bu örneği dene →

Sık yapılan hatalar

  • Köşeleri yanlış sırayla yazmak; örneğin şekli çaprazlayarak atlamak. Noktalar sınırı izlemelidir, yoksa kenarlar kesişir ve sonuç anlamsız olur.
  • Koordinatları boşlukla ya da bir çiftin içinde noktalı virgülle ayırmak. Biçim x,y; x,y şeklindedir: çiftin içinde virgül, çiftler arasında noktalı virgül.
  • Köşe koordinatlarının ortalamasını almak. Bu yalnızca dikdörtgen ve düzgün çokgen gibi simetrik şekillerde ağırlık merkezine eşittir.
  • Ağırlık merkezinin her çokgenin içinde olmasını beklemek. C ya da U gibi çok içbükey bir şekilde ağırlık merkezi çokgenin dışında kalabilir.
  • Tek bir doğru üzerindeki noktaları girmek; alanı sıfırdır ve sonuç çıkmaz.

Bu hesaplama hakkında

Basit bir çokgenin ağırlık merkezi, sınırları içindeki tüm noktaların ortalama konumu olan, yoğunluğun her yerde eşit olduğu varsayılarak, geometrik kütle merkezidir ve düzgün çokgenler gibi özel şekiller dışında, genellikle köşe koordinatlarının ortalamasıyla aynı nokta değildir. Bu hesaplayıcı bunu shoelace formülü yaklaşımıyla bulur: çokgenin işaretli alanı ve ağırlık merkezi koordinatları, ardışık köşe çiftleri üzerinden bir toplam alınarak, her kenarın katkısı uç nokta koordinatlarının çapraz çarpımıyla ağırlıklandırılarak hesaplanır.

CAD ve CBS (coğrafi bilgi sistemi) yazılımları, bir kullanıcı düzensiz bir çokgen çizip merkez noktasını istediğinde bu yöntemi dahili olarak kullanır; yapı ve makine mühendisleri, yük ve gerilme hesaplamaları için bir kesitin kütle merkezini bulmak amacıyla bunu kullanır; bilgisayar grafiği motorları ise rastgele çokgen şekillere etiket veya dönme noktası yerleştirmek için bu yöntemden yararlanır.

Bu faydalı oldu mu?

En fazla 3 tepki seçebilirsiniz.

Yorumlar

  • İlk yorumu siz yazın.

Popüler hesaplayıcılar

Tüm Hesaplayıcılar