วัตถุประสงค์การเรียนรู้
จุดศูนย์ถ่วง
จุดศูนย์ถ่วงของร่างกายหมายถึงจุดที่ใช้แรงลัพธ์อันเป็นผลมาจากแรงดึงดูดของโลก นี่คือจุดที่น้ำหนักทั้งหมดของร่างกายปรากฏขึ้น แรงที่เกิดขึ้นเรียกว่าน้ำหนักของร่างกาย ในการหาน้ำหนักของวัตถุ ให้นำมวลคูณด้วยแรงโน้มถ่วง
การทราบจุดศูนย์ถ่วงของวัตถุมีความสำคัญเนื่องจากเป็นการทำนายพฤติกรรมของร่างกายที่เคลื่อนไหวเมื่อแรงโน้มถ่วงกระทำกับวัตถุนั้น จุดศูนย์ถ่วงยังมีความสำคัญในการออกแบบโครงสร้างที่อยู่นิ่ง เช่น สะพานและอาคาร
ในสนามโน้มถ่วงที่สม่ำเสมอ จุดศูนย์ถ่วงจะคล้ายกับ จุดศูนย์กลางมวล อย่างไรก็ตาม คุณควรทราบว่าประเด็นทั้งสองนี้ไม่ได้ตรงกันเสมอไป ตัวอย่างเช่น จุดศูนย์กลางมวลของดวงจันทร์อยู่ใกล้กับศูนย์กลางทางเรขาคณิตของดวงจันทร์มาก อย่างไรก็ตาม จุดศูนย์ถ่วงของดวงจันทร์อยู่ห่างจากศูนย์กลางของดวงจันทร์ไปทางโลกเล็กน้อย เนื่องจากแรงโน้มถ่วงที่แรงกว่าในด้านใกล้ของดวงจันทร์
ถ้าวัตถุมีรูปร่างสมมาตรและทำจากวัสดุที่เป็นเนื้อเดียวกัน จุดศูนย์ถ่วงจะตรงกับจุดศูนย์กลางทางเรขาคณิตของวัตถุ อย่างไรก็ตาม สำหรับวัตถุที่ไม่สมมาตรและประกอบขึ้นจากวัสดุต่างๆ ที่มีมวลต่างกัน จุดศูนย์กลางมวลจะอยู่ห่างจากจุดศูนย์กลางทางเรขาคณิตของวัตถุ ในวัตถุที่มีรูปร่างไม่สม่ำเสมอหรือกลวง จุดศูนย์ถ่วงจะอยู่ที่จุดๆ หนึ่ง ภายนอกวัตถุ
ความแตกต่างระหว่างจุดศูนย์ถ่วงกับจุดศูนย์กลางมวล
เป็นเรื่องปกติที่หลายคนจะถือว่าจุดศูนย์ถ่วงและจุดศูนย์กลางมวลคือจุดเดียวกัน อย่างไรก็ตามความจริงก็คือพวกเขาแตกต่างกัน
จุดศูนย์กลางมวล หมายถึง จุดที่มีการกระจายของมวลเท่ากันทุกทิศทาง จุดศูนย์กลางมวลไม่ได้ขึ้นอยู่กับสนามแรงโน้มถ่วง ในทางกลับกัน จุดศูนย์ถ่วงคือจุดที่น้ำหนักของวัตถุเท่ากันในทุกทิศทาง และขึ้นอยู่กับสนามแรงโน้มถ่วง
อย่างไรก็ตาม จุดศูนย์กลางมวลและจุดศูนย์ถ่วงของวัตถุสามารถอยู่ที่จุดเดียวกันได้หากสนามโน้มถ่วงเท่ากัน
ใครเป็นผู้ค้นพบจุดศูนย์ถ่วง
จุดศูนย์ถ่วงถูกค้นพบโดยอาร์คิมิดีสแห่งซีราคิวส์
จุดศูนย์ถ่วงมีผลอย่างไรต่อการทรงตัว?
จุดศูนย์ถ่วงกำหนดความมั่นคงของวัตถุ วัตถุที่มีจุดศูนย์ถ่วงต่ำกว่าจะมีความเสถียรมากกว่าวัตถุที่มีจุดศูนย์ถ่วงสูงกว่า วัตถุที่มีจุดศูนย์ถ่วงสูงมากจะล้มลงเมื่อถูกผลัก รถแข่งมีจุดศูนย์ถ่วงต่ำเพื่อให้เข้าโค้งได้โดยไม่พลิกคว่ำ
แล้วจุดศูนย์ถ่วงในร่างกายของเราล่ะ?
ในตำแหน่งทางกายวิภาคของร่างกายเรา จุดศูนย์ถ่วงจะอยู่ด้านหน้ากระดูกศักดิ์สิทธิ์ชิ้น ที่ 2 อย่างไรก็ตาม โปรดทราบว่าเนื่องจากมนุษย์ไม่ได้อยู่ในตำแหน่งคงที่ทางกายวิภาค ตำแหน่งที่แน่นอนของจุดศูนย์ถ่วงจึงเปลี่ยนไปตามตำแหน่งของแขนขาและร่างกาย
จุดศูนย์ถ่วงของรูปทรงปกติ
ร่างกายที่สม่ำเสมอ (ร่างกายที่มีการกระจายน้ำหนักอย่างสม่ำเสมอ) มีจุดศูนย์ถ่วงอยู่ที่ศูนย์กลางทางเรขาคณิตของร่างกาย ตัวอย่างเช่น กฎของมิเตอร์ที่เป็นแบบเดียวกันมีจุดศูนย์ถ่วงอยู่ที่เครื่องหมาย 50 ซม.
จุดศูนย์ถ่วงของรูปทรงปกติอาจถูกกำหนดโดยการก่อสร้าง ตัวอย่างเช่น;
ตัวอย่าง
กฎของมิเตอร์แบบสม่ำเสมอจะสมดุลที่เครื่องหมาย 20 ซม. เมื่อโหลด 1.2N แขวนอยู่ที่เครื่องหมายศูนย์ คำนวณน้ำหนักและมวลของกฎมิเตอร์
สารละลาย
เริ่มต้นด้วยการวาดไดอะแกรมที่แสดงแรงทั้งหมดที่กระทำกับมัน
ที่สมดุล (สมดุล) ผลรวมของโมเมนต์ตามเข็มนาฬิกา = ผลรวมของโมเมนต์ทวนเข็มนาฬิกา
ขณะคำนวณช่วงเวลาตามเข็มนาฬิกา คุณควรสังเกตว่ากฎของมิเตอร์มีน้ำหนักอยู่ที่เครื่องหมาย 50 ซม. โมเมนต์ตามเข็มนาฬิกาจะเท่ากับน้ำหนักของกฎเมตรคูณด้วยระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลางของกฎเมตรกับจุดหมุน ดังนั้น โมเมนต์ตามเข็มนาฬิกาจึงเท่ากับน้ำหนัก * 0.3 เมตร โมเมนต์ทวนเข็มนาฬิกาเท่ากับน้ำหนักของโหลดคูณด้วยระยะห่างระหว่างโหลดและเดือย ดังนั้น โมเมนต์ทวนเข็มนาฬิกาจึงเท่ากับ 1.2 นิวตัน * 0.2 เมตร
กว้าง * 0.3 ม. = 1.2N * 0.2 ม
0.3W = 0.24
W = 0.24/0.3 = 0.8N
ดังนั้นน้ำหนักของกฎเมตรคือ 0.8 นิวตัน
กำหนดปฏิกิริยาบนเดือย:
แรงขึ้นทั้งหมด = แรงทั้งหมดลง
R = 1.2 + W
R= 1.2 + 0.8
R = 2 นิวตัน
สภาวะสมดุล
สภาวะสมดุล หมายถึงภาวะสมดุลของร่างกาย สถานะเหล่านี้มีสามประเภทที่แตกต่างกัน
เงื่อนไขสำหรับความสมดุล
ปัจจัยที่ส่งผลต่อความมั่นคงของร่างกาย
ปัจจัยสองประการที่ส่งผลต่อความมั่นคงของร่างกาย พวกเขาคือ;
การประยุกต์ใช้ความมั่นคง
