Back to the topics list

рамнотежа и центар на гравитација

Цели на учење

• Разберете го значењето на центарот на гравитација
• Разберете ги елементите на рамнотежа и центар на гравитација

Центар на гравитација

Центарот на гравитација на телото се однесува на точката на примена на резултантната сила како резултат на привлекувањето на земјата. Токму оваа точка се чини дека дејствува целата тежина на телото. Силата што произлегува се нарекува тежина на телото. За да ја пронајдете тежината на објектот, помножете ја масата со гравитација.

Познавањето на центарот на гравитација на објектот е важно бидејќи го предвидува однесувањето на телото во движење кога гравитационата сила дејствува врз него. Центарот на гравитација е исто така важен во дизајнот на статични структури како мостови и згради.

Во гравитационото поле кое е униформно, тежиштето е слично на центарот на масата . Сепак, треба да забележите дека овие две точки не секогаш се совпаѓаат. На пример, центарот на масата на Месечината е многу блиску до геометрискиот центар на Месечината. Сепак, центарот на гравитација на Месечината е малку подалеку од центарот на Месечината кон Земјата, како резултат на посилната гравитациона сила на блиската страна на Месечината.

Ако објектот е симетричен по форма и е направен од хомоген материјал, центарот на гравитација се совпаѓа со геометрискиот центар на објектот. Меѓутоа, за објект кој е асиметричен и е составен од различни материјали кои имаат различни маси, центарот на масата ќе биде подалеку од геометрискиот центар на објектот. Кај телата со неправилна форма или шупливи тела, тежиштето се наоѓа во точка надвор од објектот.

Разлика помеѓу центарот на гравитација и центарот на масата

Вообичаено е многу луѓе да претпостават дека центарот на гравитација и центарот на масата се исти. Сепак, вистината е дека тие се различни.

Центарот на маса се однесува на точка каде што распределбата на масата е еднаква во сите правци. Центарот на маса не зависи од полето на гравитација. Центарот на гравитација од друга страна е точката каде што тежината на објектот е еднаква во сите правци и зависи од полето на гравитација.

Меѓутоа, центарот на масата и центарот на гравитација на објектот може да лежат во иста точка ако гравитационото поле е рамномерно.

Кој го открил центарот на гравитација?

Центарот на гравитација го открил Архимед од Сиракуза.

Каков ефект има центарот на гравитација врз рамнотежата?

Центарот на гравитација ја одредува стабилноста на предметите. Објектите кои имаат понизок центар на гравитација се постабилни од објектите кои имаат повисок центар на гравитација. Предметите кои имаат многу висок центар на гравитација се превртуваат кога се туркаат. Тркачките автомобили имаат ниски центри на гравитација за да им овозможат да преговараат по свиоците без да се превртуваат.

Што е со центарот на гравитација во нашето тело?

Во анатомската положба на нашите тела, центарот на гравитација се наоѓа пред ^{вториот} сакрален пршлен. Сепак, имајте предвид дека, бидејќи луѓето не остануваат во анатомски фиксна положба, точната локација на центарот на гравитација се менува со положбата на екстремитетите и телото.

Центар на гравитација на правилни форми

Еднообразно тело (тело кое има рамномерно распределено тежина) има центар на гравитација сместено во геометрискиот центар на телото. На пример, правилото за мерење кое е еднообразно има центар на гравитација на ознаката од 50 см.

Центарот на гравитација на правилни форми може да се определи и со конструкцијата. На пример;

• За правоаголни и квадратни објекти се конструираат дијагонални линии. Центарот на гравитација е точката на која се сечат овие две дијагонали.
• За триаголни тела, конструираме нормални симетрали на страните. Центарот на гравитација е точката во која се сечат трите линии.
• За кружни тела се конструираат дијаметри. Центарот на гравитација е точката на која овие линии се сечат.

Пример

Еднообразно правило за мерење е избалансирано на ознака од 20 cm кога оптоварување од 1,2 N е закачено на нултата ознака. Пресметајте ја тежината и масата на правилото на метар.

Решение

Започнете со цртање дијаграм што ги прикажува сите сили што дејствуваат на него.

При рамнотежа (рамнотежа), збирот на моментот во насока на стрелките на часовникот = збир на моментот спротивно од стрелките на часовникот

Додека ги пресметувате моментите во насока на стрелките на часовникот, треба да забележите дека правилото на метар има тежина што дејствува на ознаката од 50 см. Моментите во насока на стрелките на часовникот се еднакви на тежината на правилото на мерачот помножено со растојанието помеѓу центарот на правилото на метар и точката на стожерот. Затоа, моментите во насока на стрелките на часовникот се еднакви на тежина * 0,3 метри. Моментите спротивно од стрелките на часовникот се еднакви на тежината на товарот помножена со растојанието помеѓу товарот и стожерот. Затоа, моментите спротивно од стрелките на часовникот се еднакви на 1,2 Њутни * 0,2 метри.

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

0,3W = 0,24

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

Затоа, тежината на правилото на метар е 0,8 Њутни.

Одреди ја реакцијата на стожерот:

Вкупна сила нагоре = вкупна сила надолу

R = 1,2 + W

R= 1,2 + 0,8

R= 2 Њутн

Состојби на рамнотежа

РАМНОТЕЖНА СОСТОЈБА . Ова се однесува на состојбата на рамнотежа на телото. Овие состојби се од три различни типа;

• Стабилна рамнотежа . Се вели дека телото е во оваа состојба ако се врати во првобитната положба по мало поместување. Инката не се превртува бидејќи линијата на дејство на тежината паѓа во основата на инката. Ова се применува во модерните автобуси каде багажните простори се поставени во долниот дел за да се намали положбата на центарот на гравитација. Ова помага да се зголеми стабилноста на автобусот.
• Нестабилна рамнотежа . Се вели дека телото е во оваа состојба ако, по мало поместување, не се врати во првобитните позиции, туку зазема нова позиција. Автобусите што носат тежок багаж на горниот носач ја подигнуваат положбата на центарот на гравитација. Ова го прави автобусот да биде нестабилен.
• Неутрална рамнотежа . Се вели дека телото е во оваа состојба ако зазема нова положба слична на првобитната положба кога е малку поместена.

Услови за рамнотежа

• Збирот на моментите во насока на стрелките на часовникот за која било точка е еднаков на збирот на моментите во спротивна насока од стрелките на часовникот за истата точка.
• Збирот на силите на телото во една насока е еднаков на збирот на силите што дејствуваат на телото во спротивна насока.

Фактори кои влијаат на стабилноста на телото

Два фактори влијаат на стабилноста на телото. Тие се;

• Основната површина на телото. Телата со пошироки основи се постабилни. Тесните основи имаат помала стабилност.
• Позицијата на центарот на гравитација. Телата се постабилни кога тежиштето е пониско.

Примена на стабилност

• Контејнери што држат течности како лабораториската конусна колба со широка основа за подобрување на стабилноста.
• Автомобилски апликации. На пример, тркачките автомобили имаат пошироки тркала и пониски позиции на центарот на гравитација од обичните автомобили.
• Повеќето автобуси го носат својот товар под нивото на патниците наместо на багажникот на покривот за да го спуштат центарот на гравитација.
• Аеронаутика. Авионите се дизајнирани така што центарот на гравитација паѓа во одредена граница за да бидат стабилни. Ова им го олеснува маневрирањето
• Движење на телото. Движењето на телото зависи и од центарот на гравитација. Со разбирање за центарот на гравитација и стабилност, разбираме повеќе за човечкото движење.