semisuperficie esférica

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Centro de gravedad de una semisuperficie esférica (o semiesfera hueca)
La semisuperficie esférica de radio R tiene una masa M = 2σπR 2 y su centro de gravedad
debido a la simetría, está sobre el eje OZ, siendo la coordenada z
zG =
1
M
∫∫ zdm
Para ello consideramos un elemento diferencial de área a una distancia z, cuya masa es
dm = σ 2πrds ya que dicho área es una tira de longitud 2πr y espesor ds = Rdϕ por tanto
r
ds
ds
z
2πr
π
1
zG =
M
1
∫∫ zdm = M
2σπR 3
zG =
M
2σπR
2σπR 3 2
Rsen
ϕ
(
σ
2
π
r
)
ds
=
sen
ϕ
(
R
cos
ϕ
)(
Rd
ϕ
)
=
senϕ cos ϕdϕ
∫∫
M ∫∫
M ∫0
π
2
σπR 3
⎛ 1⎞
2
d
ϕ
=
−
− cos 2 ϕ
cos
−
⎜
⎟∫
2
2σπR
⎝ 2 ⎠0
(
[
)
]
π
2
0
=
R
2
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