ההבדל העיקרי - מרכז הכובד מול מרכז המסה

מרכז כוח המשיכה ו מרכז המסה שניהם מונחים שעולים לעתים קרובות בחקר הדינמיקה בפיזיקה. ההבדל העיקרי בין מרכז הכובד למרכז המסה הוא שמרכז המסה מוגדר כמיקום הממוצע "המשוקלל" בגוף ואילו מרכז הכובד מוגדר כנקודה שעליה סכום המומנטים הנובעים מכוחות הכבידה. הוא 0. לגופים בשדות כבידה אחידים מרכז הכובד ומרכז המסה זהים.

מהו מרכז המיסה

מרכז המסה הוא הנקודה בגוף או מערכת חלקיקים שבה נראה שמסתו מרוכזת. הוא נמצא על ידי לקיחת המיקום הממוצע המשוקלל של המסה. משוואות המשמשות בדינמיקה ישימות לרוב למרכז המסה. כאשר מחשבים את המומנטום של מערכת חלקיקים, מהירות מרכז המסה משמשת כמהירות המערכת. בנוסף, בכל פעם שמופעלים כוחות חיצוניים על מערכת של חלקיקים רבים או גוף, הגוף מתנהג כאילו הכוחות החיצוניים מופעלים במרכז המסה. לדוגמה, אם אתה זורק שרביט בזווית, השרביט עשוי להסתובב כשהוא נופל, אולם מרכז המסה שלו ינוע בנתיב פרבולי, כפי שחזו משוואות התנועה.

עבור אובייקטים סימטריים בעלי צפיפות אחידה, מרכז המסה נמצא במרכז הגיאומטרי של האובייקט.

מהו מרכז הכובד

מרכז הכובד הוא הנקודה שדרכה נראה שכל משקל הגוף פועל. סכום המומנטים הנובעים מכוחות הכבידה הוא 0 בערך במרכז המסה. ניתן לאזן גוף על ידי הפעלת כוח דרך מרכז הכובד. בנוסף, אם גוף מושעה אז מרכז הכובד נופל ישירות מתחת לנקודת ההשעיה. מרכז הכובד חשוב גם ליציבות: גוף היה מתהפך אם מרכז הכובד שלו לא נמצא ישירות מעל הבסיס שלו.

סלעים אלה שומרים על שיווי המשקל שלהם מכיוון שהם ממוקמים במיומנות באופן שמרכזי הכובד של האבנים משתלבים לאורך קו אנכי יחיד.

אם גוף נמצא בשדה כבידה אחיד, ניתן להראות שמרכז הכובד ומרכז המסה חופפים. זה בערך המקרה של אובייקטים ליד פני כדור הארץ, שמימדיהם קטנים בהרבה מרדיוס כדור הארץ. עם זאת, זה לא המקרה של אובייקטים גדולים בחלל. לדוגמה, אם אתה מחשיב את הירח כאובייקט כדורי בערך, מרכז המסה של הירח קרוב למדי למרכז הגיאומטרי של "הכדור". עם זאת, צדו של הירח הקרוב יותר לכדור הארץ חווה משיכה כבידה חזקה יותר לעומת הצד הרחוק יותר. לכן מרכז הכובד ממוקם לא במרכז הגיאומטרי, אלא בצד הקרוב יותר לכדור הארץ.

מה ההבדל בין מרכז הכובד למרכז המסה

הַגדָרָה

מרכז המסה הוא המיקום הממוצע המשוקלל של המסה בגוף או במערכת חלקיקים.

מרכז כוח המשיכה היא הנקודה בגוף שבה מומנט הנטו עקב כוחות הכבידה הוא 0.

תלות בשדות כבידה

מרכז המסה אינו משתנה כאשר חוזק שדה הכבידה על פני גוף שונה.

מרכז כוח המשיכה עשוי להשתנות כאשר חוזק שדה הכבידה על פני גוף שונה.

מיקום בגוף סימטרי בעל צפיפות אחידה

מרכז המסה נמצא במרכז הגיאומטרי בגוף סימטרי בעל צפיפות אחידה.

מרכז כוח המשיכה נמצא במרכז הגיאומטרי בגוף סימטרי בעל צפיפות אחידה, רק אם הגוף נמצא בשדה כבידה אחיד.

השתמש ב- Dynamics

מרכז המסה נחשב לנקודה שדרכה נראה כי כל המסה של גוף או מערכת חלקיקים מרוכזת.

מרכז כוח המשיכה נחשב לנקודה שדרכה נראה שמשקל הגוף פועל.

באדיבות התמונה:

"איזון נגדי" מאת Leandro Inocencio (יצירה משלו) [CC BY-SA 3.0], דרך ויקימדיה