Mục tiêu học tập
Trung tâm của lực hấp dẫn
Trọng tâm của một cơ thể đề cập đến điểm ứng dụng của lực tổng hợp do lực hút của trái đất. Đó là điểm mà tất cả trọng lượng của cơ thể dường như tác động lên. Lực gây ra được gọi là trọng lượng của cơ thể. Để tìm trọng lượng của một vật, hãy nhân khối lượng với trọng lực.
Việc biết trọng tâm của một vật thể rất quan trọng vì nó dự đoán hành vi của một vật thể đang chuyển động khi lực hấp dẫn tác dụng lên nó. Trọng tâm cũng rất quan trọng trong việc thiết kế các cấu trúc tĩnh như cầu và tòa nhà.
Trong một trường hấp dẫn đều, trọng tâm tương tự như khối tâm . Tuy nhiên, bạn cần lưu ý rằng hai điểm này không phải lúc nào cũng trùng khớp. Ví dụ, khối tâm của mặt trăng rất gần với tâm hình học của mặt trăng. Tuy nhiên, trọng tâm của mặt trăng hơi xa tâm của mặt trăng về phía trái đất, do lực hấp dẫn mạnh hơn ở phía gần của mặt trăng.
Nếu một vật thể có hình dạng đối xứng và được làm bằng vật liệu đồng nhất, trọng tâm trùng với tâm hình học của vật thể. Tuy nhiên, đối với một vật thể không đối xứng và được tạo thành từ các vật liệu khác nhau có khối lượng khác nhau, tâm khối lượng sẽ cách xa tâm hình học của vật thể. Trong các vật thể rỗng hoặc có hình dạng bất thường, trọng tâm được đặt tại một điểm, bên ngoài vật thể.
Sự khác biệt giữa trọng tâm và tâm khối lượng
Nhiều người thường cho rằng trọng tâm và trọng tâm là như nhau. Tuy nhiên, sự thật là chúng khác nhau.
Trung tâm khối lượng đề cập đến một điểm mà sự phân bố khối lượng bằng nhau theo mọi hướng. Khối tâm không phụ thuộc vào trường trọng lực. Mặt khác, trọng tâm là điểm mà trọng lượng của một vật bằng nhau theo mọi hướng và nó phụ thuộc vào trường trọng lực.
Tuy nhiên, khối tâm và trọng tâm của một vật có thể nằm tại cùng một điểm nếu trọng trường đều.
Ai đã khám phá ra trọng tâm?
Trọng tâm được phát hiện bởi Archimedes of Syracuse.
Trọng tâm có tác dụng gì đối với sự cân bằng?
Trọng tâm quyết định sự ổn định của vật thể. Các vật thể có trọng tâm thấp hơn ổn định hơn các vật thể có trọng tâm cao hơn. Các vật thể có trọng tâm rất cao sẽ lật đổ khi bị đẩy. Xe đua có trọng tâm thấp để có thể vào cua mà không bị lật.
Còn trọng tâm trong cơ thể chúng ta thì sao?
Ở vị trí giải phẫu của cơ thể chúng ta, trọng tâm nằm ở phía trước đốt sống cùng thứ 2 . Tuy nhiên, lưu ý rằng, vì con người không ở một vị trí cố định về mặt giải phẫu, nên vị trí chính xác của trọng tâm thay đổi theo vị trí của các chi và cơ thể.
Trọng tâm của hình dạng thông thường
Một vật thể đồng nhất (một vật thể có trọng lượng phân bố đều) có trọng tâm nằm ở tâm hình học của vật thể. Ví dụ, một thước đo mét đều có trọng tâm ở vạch 50cm.
Trọng tâm của các hình dạng thông thường cũng có thể được xác định bởi cấu trúc. Ví dụ;
Thí dụ
Một thước dây đồng hồ cân bằng ở vạch 20 cm khi treo vật nặng 1,2N ở vạch không. Tính trọng lượng và khối lượng của thước mét.
Giải pháp
Bắt đầu bằng cách vẽ sơ đồ thể hiện tất cả các lực tác dụng lên nó.
Ở trạng thái cân bằng (cân bằng), tổng momen theo chiều kim đồng hồ = tổng momen ngược chiều kim đồng hồ
Trong khi tính momen theo chiều kim đồng hồ, bạn cần lưu ý rằng thước mét có trọng lượng của nó tác dụng ở vạch 50cm. Khoảnh khắc theo chiều kim đồng hồ bằng trọng lượng của thước đo mét nhân với khoảng cách giữa tâm của thước đo mét và điểm của trục. Do đó, các khoảnh khắc theo chiều kim đồng hồ bằng trọng lượng * 0,3 mét. Khoảnh khắc ngược chiều kim đồng hồ bằng trọng lượng của tải nhân với khoảng cách giữa tải và trục. Do đó, các khoảnh khắc ngược chiều kim đồng hồ bằng 1,2 Newton * 0,2 mét.
Rộng * 0,3m = 1,2N * 0,2m
0,3W = 0,24
W = 0,24/0,3 = 0,8N
Do đó, trọng lượng của thước mét là 0,8 Newton.
Xác định phản lực trên trục quay:
Tổng lực hướng lên = tổng lực hướng xuống
R = 1,2 + W
R= 1,2 + 0,8
R= 2 Niutơn
Trạng thái cân bằng
TRẠNG THÁI CÂN BẰNG . Điều này đề cập đến trạng thái cân bằng của một cơ thể. Những trạng thái này có ba loại khác nhau;
Điều kiện để cân bằng
Các yếu tố ảnh hưởng đến sự ổn định của cơ thể
Hai yếu tố ảnh hưởng đến sự ổn định của một cơ thể. Họ đang;
ứng dụng của sự ổn định
