Центр тяжкості і лінія відповіді на питання, відповіді на питання

Центр тяжкості неправильної пластинки знаходиться в точці перетину двох ліній тяжкості. Таким же способом може бути знайдений центр ваги пластинки, що має форму половини кола.

У техніці в багатьох випадках буває важливо встановити, де знаходиться центр ваги будь-якого предмета. Наприклад, при виготовленні настільної лампи потрібно, щоб її центр ваги знаходився якомога нижче. Спробуємо на простому прикладі розібратися, як можна знайти центр ваги якого-небудь тіла.

Візьмемо шматок картону неправильної форми. На один кінець міцної нитки прив'яжемо невелику гирьку йди камінь. З протилежного боку нитки зауважимо вузол. Тепер вільний кінець нитки вище вузла просмикнемо через отвір, виконаний десь недалеко від краю нашої картонки так, як це показано на малюнку. Вузлик повинен бути досить великим і не проходити через цей отвір. В цьому випадку картонка повисне уздовж нитки. Відзначимо напрямок, по якому наша нитка перетинає картонку. Поклавши картонку на стіл, проведемо лінію, яка відповідає цьому напрямку.

Тепер виконаємо ще один отвір десь в іншій стороні картонки. Просмикнемо через нього нитку і повторимо наш досвід. Ми отримаємо другу лінію, яка буде перетинати першу лінію в точці S. Лінії АА і ВВ називаються лініями тяжкості. Точка перетину ліній тяжкості, позначена нами S, є центром тяжіння нашої картонки.

Перевірити це можна в такий спосіб. Картонку, що має неправильну форму, потрібно помістити центром тяжіння на кінець пальця. Вона буде легко утримуватися в такому положенні. У жодній іншій точці зробити цього не можна. Таким же способом можна знайти центр ваги і який-небудь правильної поверхні, наприклад має форму половини кола. Кожна частинка будь-якого тіла знаходиться під дією сили тяжіння, яка спрямована до центру Землі. Всі безліч цих сил можна розглядати як дію однієї сили, яка додається до певної точки даного тіла. Ця точка і називається центром ваги. Якщо ми хочемо утримати в рівновазі яке-небудь тіло, досить підтримувати його центр ваги.

Центр тяжкості неправильної пластинки знаходиться в точці перетину двох ліній тяжкості. Таким же способом може бути знайдений центр ваги пластинки, що має форму половини кола.

Відомо, що висить тіло (схил) буде знаходитися в стані стійкої рівноваги, якщо його центр ваги буде лежати на одній вертикалі з точкою підвісу і перебувати нижче неї. Таким же чином підвішена нами картонка зайняла таке становище, при якому її центр ваги виявився точно під точкою підвісу. Значить, центр ваги повинен лежати точно на напрямку вертикальної нитки; тому цей напрямок називається лінією тяжкості. Дві лінії тяжкості в точці їх перетину визначають центр ваги плоскої поверхні.

Центри ваги можуть бути встановлені не тільки експериментальним шляхом, але також обчислені чисто математично. Таким шляхом можна знайти, що центр ваги будь-якої поверхні, що має форму половини кола, лежить на її радіусі, перпендикулярному до лінії зрізу, на відстані від лінії зрізу.

Спробуйте самі обчислити місце знаходження центру ваги нашої картонки і потім перевірити це на досвіді.

Схожі статті