Back to the topics list

tarazlıq və cazibə mərkəzi

Öyrənmə məqsədləri

• Ağırlıq mərkəzinin mənasını anlayın
• Tarazlıq və ağırlıq mərkəzinin elementlərini anlayın

Qravitasiya mərkəzi

Cismin ağırlıq mərkəzi dedikdə, yerin cazibəsi nəticəsində yaranan qüvvənin tətbiqi nöqtəsi nəzərdə tutulur. Bədənin bütün ağırlığının hərəkət etdiyi bu nöqtədir. Nəticədə yaranan qüvvəyə bədənin çəkisi deyilir. Bir cismin çəkisini tapmaq üçün kütləni cazibə qüvvəsinə vurun.

Bir cismin ağırlıq mərkəzini bilmək vacibdir, çünki cazibə qüvvəsi ona təsir etdikdə hərəkətdə olan bir cismin davranışını proqnozlaşdırır. Ağırlıq mərkəzi körpülər və binalar kimi statik strukturların dizaynında da vacibdir.

Vahid olan qravitasiya sahəsində ağırlıq mərkəzi kütlə mərkəzinə bənzəyir. Ancaq qeyd etmək lazımdır ki, bu iki məqam həmişə üst-üstə düşmür. Məsələn, ayın kütlə mərkəzi ayın həndəsi mərkəzinə çox yaxındır. Bununla belə, Ayın yaxın tərəfində daha güclü cazibə qüvvəsi nəticəsində Ayın ağırlıq mərkəzi ayın mərkəzindən Yerə doğru bir qədər uzaqdır.

Əgər cisim simmetrik formadadırsa və homojen materialdan hazırlanırsa, ağırlıq mərkəzi cismin həndəsi mərkəzi ilə üst-üstə düşür. Bununla belə, asimmetrik olan və müxtəlif kütlələri olan müxtəlif materiallardan ibarət olan bir cisim üçün kütlə mərkəzi obyektin həndəsi mərkəzindən uzaqda olacaqdır. Düzensiz formalı və ya içi boş cisimlərdə ağırlıq mərkəzi cismin xaricində bir nöqtədə yerləşir.

Ağırlıq mərkəzi ilə kütlə mərkəzi arasındakı fərq

Bir çox insanın ağırlıq mərkəzi ilə kütlə mərkəzinin eyni olduğunu düşünməsi adi haldır. Ancaq həqiqət budur ki, onlar fərqlidirlər.

Kütlənin mərkəzi bütün istiqamətlərdə kütlə paylanmasının bərabər olduğu bir nöqtəyə aiddir. Kütlənin mərkəzi ağırlıq sahəsindən asılı deyil. Digər tərəfdən ağırlıq mərkəzi bir cismin çəkisinin bütün istiqamətlərdə bərabər olduğu və cazibə sahəsindən asılı olduğu nöqtədir.

Bununla belə, cazibə sahəsi vahid olarsa, cismin kütlə mərkəzi və ağırlıq mərkəzi eyni nöqtədə yerləşə bilər.

Ağırlıq mərkəzinin kəşfini kim etdi?

Ağırlıq mərkəzi Sirakuzalı Arximed tərəfindən kəşf edilmişdir.

Ağırlıq mərkəzinin tarazlığa hansı təsiri var?

Ağırlıq mərkəzi cisimlərin sabitliyini müəyyən edir. Ağırlıq mərkəzi daha aşağı olan cisimlər, ağırlıq mərkəzi daha yüksək olan cisimlərdən daha sabitdir. Ağırlıq mərkəzi çox yüksək olan cisimlər itələdikdə yıxılır. Yarış avtomobillərinin aşağı ağırlıq mərkəzləri var ki, dönmələri döndərmədən danışa bilsinlər.

Bədənimizdəki ağırlıq mərkəzi haqqında nə demək olar?

Bədənimizin anatomik mövqeyində ağırlıq mərkəzi 2- ^ci sakral vertebranın ön tərəfində yerləşir. Ancaq nəzərə alın ki, insanlar anatomik sabit vəziyyətdə qalmadıqları üçün ağırlıq mərkəzinin dəqiq yeri əzaların və bədənin mövqeyi ilə dəyişir.

Normal formaların ağırlıq mərkəzi

Vahid cismin (çəkisi bərabər paylanmış cisim) ağırlıq mərkəzi bədənin həndəsi mərkəzində yerləşir. Məsələn, vahid olan metr qaydası 50 sm işarəsində ağırlıq mərkəzinə malikdir.

Normal formaların ağırlıq mərkəzi də konstruksiya ilə müəyyən edilə bilər. Misal üçün;

• Düzbucaqlı və kvadrat obyektlər üçün diaqonal xətlər qurulur. Ağırlıq mərkəzi bu iki diaqonalın kəsişdiyi nöqtədir.
• Üçbucaqlı cisimlər üçün tərəflərin perpendikulyar bisektorlarını qururuq. Ağırlıq mərkəzi üç xəttin kəsişdiyi nöqtədir.
• Dairəvi cisimlər üçün diametrlər qurulur. Ağırlıq mərkəzi bu xətlərin kəsişdiyi nöqtədir.

Misal

Vahid sayğac qaydası 1.2N yükü sıfır işarəsinə asdıqda 20 sm işarədə balanslaşdırılır. Metr qaydasının çəkisini və kütləsini hesablayın.

Həll

Ona təsir edən bütün qüvvələri göstərən bir diaqram çəkərək başlayın.

Balansda (tarazlıq), saat əqrəbi istiqamətində momentin cəmi = saat yönünün əksinə momentin cəmi

Saat əqrəbi istiqamətində momentləri hesablayarkən nəzərə almalısınız ki, sayğac qaydasının çəkisi 50 sm işarəsində işləyir. Saat əqrəbi istiqamətində anlar sayğac qaydasının çəkisinin metr qaydasının mərkəzi ilə dönmə nöqtəsi arasındakı məsafəyə vurulmasına bərabərdir. Buna görə də, saat yönünde anlar çəkiyə bərabərdir * 0,3 metr. Saat əqrəbinin əksinə momentlər yükün çəkisinin yük və dönmə arasındakı məsafəyə vurulmasına bərabərdir. Buna görə də, saat yönünün əksinə anlar 1,2 Nyuton * 0,2 metrə bərabərdir.

W * 0,3 m = 1,2 N * 0,2 m

0,3 Vt = 0,24

W = 0,24/0,3 = 0,8N

Buna görə də, metr qaydasının çəkisi 0,8 Nyutondur.

Pivotdakı reaksiyanı təyin edin:

Ümumi yuxarı qüvvə = ümumi aşağı qüvvə

R = 1.2 + W

R= 1,2 + 0,8

R = 2 Nyuton

tarazlıq halları

tarazlıq vəziyyəti . Bu, bədənin tarazlıq vəziyyətinə aiddir. Bu dövlətlər üç müxtəlif növdür;

• Sabit tarazlıq . Cism cüzi yerdəyişmədən sonra ilkin vəziyyətinə qayıdırsa, onun bu vəziyyətdə olduğu deyilir. Ağırlığın hərəkət xətti huninin altına düşdüyü üçün huni yıxılmır. Bu, ağırlıq mərkəzinin mövqeyini aşağı salmaq üçün baqaj bölmələrinin aşağı hissəyə yerləşdirildiyi müasir avtobuslarda tətbiq olunur. Bu, avtobusun dayanıqlığını artırmağa kömək edir.
• Qeyri-sabit tarazlıq . Cismin bu vəziyyətdə olduğu deyilir ki, cüzi yerdəyişmədən sonra ilkin vəziyyətinə qayıtmayıb, yeni mövqe tutur. Üst daşıyıcıda ağır baqaj daşıyan avtobuslar ağırlıq mərkəzinin mövqeyini qaldırır. Bu, avtobusun qeyri-sabit olmasına səbəb olur.
• Neytral tarazlıq . Bir cismin bir az yerdəyişməsi zamanı ilkin vəziyyətə bənzər yeni bir mövqe tutursa, bu vəziyyətdə olduğu deyilir.

Tarazlıq üçün şərtlər

• Hər hansı bir nöqtənin saat əqrəbi istiqamətində olan anların cəmi eyni nöqtəyə yaxın saat əqrəbinin əksinə olan momentlərin cəminə bərabərdir.
• Bir istiqamətdə bədənə təsir edən qüvvələrin cəmi əks istiqamətdə bədənə təsir edən qüvvələrin cəminə bərabərdir.

Bədənin sabitliyinə təsir edən amillər

Bədənin sabitliyinə iki amil təsir edir. Onlar;

• Bədənin əsas sahəsi. Daha geniş əsasları olan bədənlər daha sabitdir. Dar bazalar daha az sabitliyə malikdir.
• Ağırlıq mərkəzinin mövqeyi. Ağırlıq mərkəzi aşağı olduqda cisimlər daha sabit olur.

Stabilliyin tətbiqi

• Sabitliyi yaxşılaşdırmaq üçün laboratoriyanın konik kolbası kimi mayeləri saxlayan qablar.
• Avtomobil tətbiqləri. Məsələn, yarış avtomobilləri adi avtomobillərdən daha geniş təkərlərə və ağırlıq mərkəzinin daha aşağı mövqelərinə malikdir.
• Əksər avtobuslar ağırlıq mərkəzini aşağı salmaq üçün yüklərini tavan çarxında deyil, sərnişin səviyyəsindən aşağı aparırlar.
• Aeronavtika. Təyyarələr elə qurulub ki, ağırlıq mərkəzi onları sabit etmək üçün verilən həddə düşsün. Bu, onların manevr etmələrini asanlaşdırır
• Bədən hərəkəti. Bədənin hərəkəti də ağırlıq mərkəzindən asılıdır. Ağırlıq və sabitlik mərkəzini başa düşməklə, biz insan hərəkəti haqqında daha çox başa düşürük.