Центр тяжести
что такое центр тяжести и как он связан с распределением массы в теле
Центр тяжести тела — это точка, через которую проходит равнодействующая сил тяжести, действующих на тело при любом его положении. Это точка, относительно которой суммарный момент сил тяжести равен нулю при любом положении тела.
Некоторые исторические личности
- 287–212 гг. до н.э.Архимед был одним из первых ученых, систематически исследовавших центр тяжести. Он сформулировал «принцип Архимеда», который объясняет поведение тел в жидкости и влияние центра тяжести на плавучесть, а также разработал методы нахождения центров тяжести плоских фигур и тел.
- 1564–1642Галилей провел эксперименты с движением тел и начал изучать механические свойства материалов, что способствовало пониманию равновесия и центра тяжести.
- 1643–1727В своей работе «Математические начала натуральной философии» Ньютон развил законы движения и гравитации, что дало новое понимание силы тяжести и ее влияния на тела.
- 1857–1894Исследовал механические свойства материалов и их поведение под нагрузкой, что также связано с понятием центра тяжести.
это сила, с которой Земля притягивает тела к своей поверхности. Эта сила действует на каждую частицу тела, но для простоты анализа мы рассматриваем ее как действующую на весь объект в одной точке, которая называется центром тяжести.
- Приложение силыСила тяжести всегда направлена вниз, к центру Земли. Она пропорциональна массе тела и ускорению свободного падения (g ≈ 9.81 м/с² на поверхности Земли).
- Распределение массыВ случае однородных тел (например, шар или куб) центр тяжести совпадает с геометрическим центром. Для сложных форм центр тяжести может находиться вне тела. Например, у тонкой проволоки, согнутой в форме кольца, центр тяжести будет находиться в центре кольца.
- РавновесиеДля того чтобы тело оставалось в равновесии, линия действия силы тяжести должна проходить через опорную поверхность. Если центр тяжести находится над опорной поверхностью, тело будет устойчивым. Если же он выходит за пределы опоры, тело может упасть.
F = m ⋅ g
F — сила тяжести, m — масса тела, g — ускорение свободного падения
Изменение центра тяжести человека
- В течение дня эта точка «плавает» в зависимости от времени суток, интенсивности кровообращения, дыхания, пищеварительных процессов.
- С возрастом плечи скручиваются, голова выступает вперёд, рост уменьшается. Всё это тоже приводит к изменению местоположения центра тяжести: как правило, у старых людей он уходит вниз.
- При изменении веса центр тяжести может измениться в зависимости от того, каким образом изменяется вес.
Интересные факты
Филипп Пети - французский канатоходец, который в 1974 году исполнил один из самых опасных трюков в мире. Свою детскую мечту – стать самым известным канатоходцем – он осуществил: он не только стал самым известным канатоходцем, но и попал в Книгу Рекордов Гиннесса.
Балансирующий камень - уравновешенным камнем, неустойчиво балансирующим камнем (PBR) или неустойчивым валуном, представляет собой природное геологическое образование, состоящее из большого камня или валуна, иногда внушительных размеров, который опирается на другие камни, коренную породу или ледниковый моренный суглинок.
