Back to the topics list

ekuilibri dhe qendra e gravitetit

Objektivat e mësimit

• Kuptoni kuptimin e qendrës së gravitetit
• Të kuptojnë elementet e ekuilibrit dhe qendrës së gravitetit

Qendra e gravitetit

Qendra e gravitetit të një trupi i referohet pikës së aplikimit të forcës rezultante si rezultat i tërheqjes së tokës. Është kjo pikë ku duket se vepron e gjithë pesha e një trupi. Forca që rezulton quhet pesha e trupit. Për të gjetur peshën e një objekti, shumëzojeni masën me gravitetin.

Njohja e qendrës së gravitetit të një objekti është e rëndësishme pasi parashikon sjelljen e një trupi në lëvizje kur forca e gravitetit vepron mbi të. Qendra e gravitetit është gjithashtu e rëndësishme në projektimin e strukturave statike si urat dhe ndërtesat.

Në një fushë gravitacionale që është uniforme, qendra e gravitetit është e ngjashme me qendrën e masës . Sidoqoftë, duhet të keni parasysh se këto dy pika jo gjithmonë përkojnë. Për shembull, qendra e masës së hënës është shumë afër qendrës gjeometrike të hënës. Megjithatë, qendra e gravitetit të hënës është pak larg nga qendra e hënës drejt tokës, si rezultat i forcës gravitacionale më të fortë në anën e afërt të hënës.

Nëse një objekt ka formë simetrike dhe është i përbërë nga material homogjen, qendra e gravitetit përkon me qendrën gjeometrike të objektit. Megjithatë, për një objekt që është asimetrik dhe përbëhet nga materiale të ndryshme që kanë masa të ndryshme, qendra e masës do të jetë larg qendrës gjeometrike të objektit. Në trupat me formë të çrregullt ose të zbrazët, qendra e gravitetit ndodhet në një pikë, jashtë objektit.

Dallimi midis qendrës së gravitetit dhe qendrës së masës

Është e zakonshme që shumë njerëz të supozojnë se qendra e gravitetit dhe qendra e masës janë të njëjta. Megjithatë, e vërteta është se ato janë të ndryshme.

Qendra e masës i referohet një pike ku shpërndarja e masës është e barabartë në të gjitha drejtimet. Qendra e masës nuk varet nga fusha e gravitetit. Qendra e gravitetit nga ana tjetër është pika ku pesha e një objekti është e barabartë në të gjitha drejtimet dhe varet nga fusha e gravitetit.

Sidoqoftë, qendra e masës dhe qendra e gravitetit të një objekti mund të qëndrojnë në të njëjtën pikë nëse fusha gravitacionale është uniforme.

Kush e bëri zbulimin e qendrës së gravitetit?

Qendra e gravitetit u zbulua nga Arkimedi i Sirakuzës.

Çfarë ndikimi ka qendra e gravitetit në ekuilibër?

Qendra e gravitetit përcakton qëndrueshmërinë e objekteve. Objektet që kanë qendër graviteti më të ulët janë më të qëndrueshme se objektet që kanë një qendër graviteti më të lartë. Objektet që kanë qendër shumë të lartë të gravitetit rrëzohen kur shtyhen. Makinat e garave kanë qendra të ulëta graviteti për t'u mundësuar atyre të negociojnë qoshet pa u kthyer.

Po qendra e gravitetit në trupin tonë?

Në një pozicion anatomik të trupave tanë, qendra e gravitetit ndodhet përpara vertebrës së ^dytë sakrale. Sidoqoftë, vini re se, meqenëse njerëzit nuk qëndrojnë në një pozicion fiks anatomik, vendndodhja e saktë e qendrës së gravitetit ndryshon me pozicionin e gjymtyrëve dhe trupit.

Qendra e gravitetit të formave të rregullta

Një trup uniform (një trup që ka peshën e tij të shpërndarë në mënyrë uniforme) e ka qendrën e gravitetit të vendosur në qendrën gjeometrike të trupit. Për shembull, një rregull i njehsorit që është uniform e ka qendrën e gravitetit në shenjën 50 cm.

Qendra e gravitetit të formave të rregullta mund të përcaktohet gjithashtu nga konstruksioni. Për shembull;

• Për objektet drejtkëndëshe dhe katrore ndërtohen vija diagonale. Qendra e gravitetit është pika ku kryqëzohen këto dy diagonale.
• Për trupat trekëndësh, ndërtojmë përgjysmues pingul të brinjëve. Qendra e gravitetit është pika në të cilën kryqëzohen tre linjat.
• Për trupat rrethorë ndërtohen diametra. Qendra e gravitetit është pika ku kryqëzohen këto linja.

Shembull

Një rregull uniform i njehsorit balancohet në një shenjë prej 20 cm kur një ngarkesë 1.2N është e varur në shenjën zero. Llogaritni peshën dhe masën e rregullit të njehsorit.

Zgjidhje

Filloni duke vizatuar një diagram që tregon të gjitha forcat që veprojnë mbi të.

Në ekuilibër (ekuilibër), shuma e momentit në drejtim të akrepave të orës = shuma e momentit në të kundërt të akrepave të orës

Gjatë llogaritjes së momenteve në drejtim të akrepave të orës, duhet të keni parasysh se rregulli i njehsorit ka peshën e tij që vepron në shenjën 50 cm. Momentet në drejtim të akrepave të orës janë të barabarta me peshën e rregullit të njehsorit të shumëzuar me distancën midis qendrës së rregullës së njehsorit dhe pikës së rrotullimit. Prandaj, momentet në drejtim të akrepave të orës janë të barabartë me peshën * 0.3 metra. Momentet në drejtim të kundërt të akrepave të orës janë të barabarta me peshën e ngarkesës shumëzuar me distancën midis ngarkesës dhe rrotullimit. Prandaj, momentet në drejtim të kundërt të akrepave të orës janë të barabartë me 1.2 Njuton * 0.2 metra.

W * 0.3m = 1.2N * 0.2m

0,3W = 0,24

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

Prandaj, pesha e rregullit të njehsorit është 0.8 Njuton.

Përcaktoni reagimin në strumbullar:

Forca totale lart = forca totale në rënie

R = 1,2 + W

R= 1,2 + 0,8

R= 2 Njuton

Gjendjet e ekuilibrit

GJENDJA E EKUILIBRIMEVE . Kjo i referohet gjendjes së ekuilibrit të një trupi. Këto gjendje janë të tre llojeve të ndryshme;

• Ekuilibri i qëndrueshëm . Një trup thuhet se është në këtë gjendje nëse kthehet në pozicionin e tij origjinal pas një zhvendosjeje të lehtë. Hinka nuk rrëzohet sepse linja e veprimit të peshës bie në bazën e hinkës. Kjo aplikohet në autobusët modernë ku ndarjet e bagazheve vendosen në pjesën e poshtme për të ulur pozicionin e qendrës së gravitetit. Kjo ndihmon në rritjen e stabilitetit të autobusit.
• Ekuilibri i paqëndrueshëm . Një trup thuhet se është në këtë gjendje nëse, pas një zhvendosjeje të lehtë, ai nuk kthehet në pozicionet e tij origjinale, por zë një pozicion të ri. Autobusët që mbajnë bagazhe të rënda në transportuesin e sipërm ngrenë pozicionin e qendrës së gravitetit. Kjo e bën autobusin të jetë i paqëndrueshëm.
• Ekuilibri neutral . Një trup thuhet se është në këtë gjendje nëse zë një pozicion të ri të ngjashëm me pozicionin origjinal kur zhvendoset pak.

Kushtet për ekuilibër

• Shuma e momenteve në drejtim të akrepave të orës për çdo pikë është e barabartë me shumën e momenteve në drejtim të kundërt të akrepave të orës për të njëjtën pikë.
• Shuma e forcave në trup në një drejtim është e barabartë me shumën e forcave që veprojnë në trup në drejtim të kundërt.

Faktorët që ndikojnë në qëndrueshmërinë e trupit

Dy faktorë ndikojnë në qëndrueshmërinë e një organizmi. Ata janë;

• Zona e bazës së një trupi. Trupat me baza më të gjera janë më të qëndrueshme. Bazat e ngushta kanë më pak stabilitet.
• Pozicioni i qendrës së gravitetit. Trupat janë më të qëndrueshëm kur qendra e gravitetit është më e ulët.

Aplikimi i stabilitetit

• Kontejnerë që mbajnë lëngje si balona konike e laboratorit me një bazë të gjerë për të përmirësuar stabilitetin.
• Aplikacionet e automobilave. Për shembull, makinat e garave kanë rrota më të gjera dhe pozicione më të ulëta të qendrës së gravitetit sesa makinat e zakonshme.
• Shumica e autobusëve e transportojnë ngarkesën e tyre nën nivelin e pasagjerëve në vend të raftit të çatisë për të ulur qendrën e gravitetit.
• Aeronautikë. Avionët janë projektuar në atë mënyrë që qendra e gravitetit të bjerë brenda një kufiri të caktuar për t'i bërë ato të qëndrueshme. Kjo e bën më të lehtë për ta manovrimin
• Lëvizja e trupit. Lëvizja e trupit varet gjithashtu nga qendra e gravitetit. Duke kuptuar qendrën e gravitetit dhe stabilitetin, ne kuptojmë më shumë rreth lëvizjes njerëzore.