Różnica między środkiem ciężkości a środkiem masy

Środek ciężkości a środek masy

Środek masy i środek ciężkości to dwie koncepcje często spotykane w badaniach fizyki. Są to również pojęcia, które są najbardziej mylące i często ludzie używają ich zamiennie, co jest błędne. Ten artykuł wyjaśni różnicę między środkiem masy a środkiem ciężkości i pozwoli czytelnikom na lepsze zrozumienie.

Środek masy sztywnego ciała nazywany jest również jego środkiem ciężkości. Jest to jednak prawdą tylko w okolicznościach, w których siły grawitacyjne są równomierne. Ponieważ siłę grawitacji Ziemi przyjmuje się za jednorodną we wszystkich miejscach, środek masy i środek ciężkości są faktycznie takie same. Środek ciężkości definiuje się jako średnią lokalizację ciężaru obiektu. W przypadku ziemi, ponieważ siła grawitacji jest taka sama we wszystkich miejscach, każdy element masy ważyłby to samo, więc środek ciężkości jest identyczny ze środkiem masy. Jednak w niejednorodnym polu grawitacyjnym środek ciężkości nie jest taki sam jak środek masy. Środek masy jest stałą właściwością, która jest średnią lokalizacją masy ciała. Nie ma to nic wspólnego z grawitacją.

W przypadku sztucznych satelitów przyciąganie grawitacyjne nie jest równomierne iw takich warunkach środek ciężkości odnosi się do średniej lokalizacji przyciągania grawitacyjnego działającego na ciało satelity. To oczywiście powoduje niewielką różnicę między środkiem ciężkości a środkiem ciężkości.

Środek masy ciała nie pokrywa się z jego środkiem ciężkości i jest to właściwość wykorzystywana przez producentów samochodów sportowych, aby utrzymać środek masy na możliwie najniższym poziomie, aby samochód miał lepszą równowagę. Pojęcie różnicy między środkiem masy a środkiem ciężkości jest również wykorzystywane przez skoczków wysokich, kiedy wykonują Fosbury Flop i zginają swoje ciała w taki sposób, aby oczyścić wysoki pasek bez dotykania go. Zginają ciała w taki sposób, że oczyszczają pręt, mimo że środek jego masy nie oczyszcza pręta.