Разница между центром масс и центром тяжести

Опубликовано: 18 Сентября, 2022

Физика всегда была интересной темой для изучения. Некоторые из интересных вопросов для изучения включают гравитацию, инерцию, расстояние, перемещение и так далее. Наука — это всеобъемлющая область, изучающая различные системы, такие как организм человека, солнечная система, ткани растений и животных, химические вещества и так далее. Центр масс и центр тяжести — два понятия, которые часто встречаются в физике. В этой статье будет объяснено различие между центром масс и центром тяжести. Основное различие между центром тяжести и центром масс заключается в том, что центр тяжести — это положение, в котором уравновешен весь вес тела, а центр масс — это положение, на которое направлена вся масса тела.

Что такое центр масс?

The center of mass is defined as the point at which the mass’s relative position is calculated to be zero. The mass distribution is considered uniform around the center of mass. Because the center of mass is independent of the gravitational field (g), the body remains unaffected by changes in the gravitational field’s force. 

В простых твердых объектах с одинаковой плотностью центр масс расположен в центре или центроиде. В случае сложных объектов общий центр масс становится равным нулю.

Что такое Центр тяжести?

The center of gravity is defined as the exact place in a body around which the instants due to gravity are regarded as zero. The center of gravity is the point at which the entire body is perfectly balanced in relation to gravity. 

Если это точное место будет поддерживаться в направлении, противоположном силе тяжести, тело достигнет равновесия. Центр тяжести обозначается аббревиатурой CG или просто G. Центр тяжести объекта может находиться внутри или снаружи тела объекта. Гравитационное поле (g) всегда влияет на центр тяжести, потому что, когда значение гравитационного поля изменяется, значение центра тяжести также изменяется.

Разница между центром масс и центром тяжести

Центр массы

Центр гравитации

Центр масс – это точка, в которой распределение массы равномерно во всех направлениях. Центр тяжести – это точка, в которой вес равномерно распределен во всех направлениях.
Центр масс основан на массе тела. Центр тяжести основан на весе тела.
Говорят, что это центр, где сосредоточена вся масса тела. Он определяется как точка, в которой подвешен весь вес тела.
Имеет место равномерное распределение массы тела. Происходит равномерное распределение веса тела.
Когда тело движется через ось, масса, действующая на левую сторону, равна массе, действующей на правую сторону. Когда тело движется через ось, вес на левой стороне становится равным весу на правой стороне.
Изменение гравитационного поля на него не влияет. Изменения силы земного притяжения обычно заставляют объект приближаться к частям объекта в более сильном поле.
При вращении вокруг этой точки он обеспечивает некоторый угловой момент. Из-за гравитации чистый крутящий момент равен нулю.

Решенные проблемы

Задача 1: Две точки массами 3 кг и 5 кг расположены на расстоянии 4 м и 8 м по оси X. Найдите центр масс.

Решение:

Given,

m1 = 3 kg

m2 = 5 kg

x1 = 4 m

x2 = 8m

Using Center of mass formula,

Xcm = m1x1+m2x2/ m1+m2

= (3)(4) + (5)(8)/ 3 + 5

= 6.5

So, the center of mass is 6.5 m.

Задача 2: Двухточечные грузы 2 кг и 5 кг расположены на расстоянии 10 м и -5 м по оси Y соответственно. Вычислите центр масс.

Решение:

Given,

m1 = 2 kg

m2 = 5 kg

y1 = 10 m

y2 = -5 m

Using center of mass formula,

Ycm = m1y1+m2y2/m1+m2

= (2)(10)+(5)(-5)/2+5

= 5/7

So, the center of mass is 5/7 m.

Проблема 3: Где в человеческом теле находится центр тяжести?

Решение:

The center of gravity is roughly anterior to the second sacral vertebra in anatomical location. However, because humans do not remain in the same anatomical posture for long periods of time, the precise location of the COG changes with each new position of the torso and limbs.

Задача 4: Как центр тяжести влияет на весы?

Решение:

The stability of objects is affected by their center of gravity. The lower the object’s center of gravity (G), the more stable it is. The higher the thing, the more probable it is to collapse over if pushed. Racing automobiles have low centrer of gravity, allowing them to turn quickly without tipping over.

Проблема 5: Каково значение центра тяжести?

Решение:

The center of gravity greatly simplifies gravitational and dynamical calculations by treating an object’s mass as though it were concentrated at one spot.