Esperimento di matematica del centro di gravità

Esperimento di matematica del centro di gravità

Il termine "centro di gravità" è spesso usato in modo intercambiabile con il termine "centro di massa" quando gli oggetti non hanno altre forze che li attrae uno a altro, e il campo di gravitazione rimane costante. Quando il centro di massa si trova, quasi qualsiasi oggetto, indipendentemente dalla sua forma, può essere bilanciato. Se un oggetto è uniforme, come un righello, il centro di massa si troverà al centro di esso. Se l'oggetto è irregolare, il centro di massa sarà situato vicino all'estremità più pesante; ad esempio, il centro di massa di una scopa si avvicinerà alla fine con le setole. Un comune fisica esperimento per illustrare come trovare il centro di massa è quello di trovare il centro di massa di una scopa.

Centro di Masss Demonstratrion

Prendere un dito per ogni mano e bilanciare la scopa in modo che la scopa è posa orizzontalmente sulle dita. Allo stesso tempo, far scivolare lentamente ogni dito fino a quando le dita toccano. Il punto in cui si toccano è il centro di massa, e la scopa dovrebbe essere equilibrata sulle dita.

Espressione matematica

Il peso sul dito destro (Wr) o dito sinistro (Wl) è uguale al peso della scopa (Wb) moltiplicato per una frazione contenente la distanza del lato destro (Dr) o sinistra (D1) sopra la distanza totale, che è la somma della distanza a sinistra e a destra (D1 + Dr).

Per riassumere questa espressione utilizzando variabili: Wl = Wb Dr / (Dl + Dr) e Wr = Wb Dl (Dl + Dr).

Coppia di torsione

La scopa ha la tendenza a ruotare intorno a ogni dito, se si tenta di trovare il centro di massa usando un solo dito. Utilizzando due dita e loro mantenimento livello, con la scopa tenuta orizzontalmente sopra di loro, la scopa non è in grado di ruotare in entrambe le direzioni, annullando le eventuali forze legate alla coppia.

Attrito

C'è una forza di attrito tra la scopa e le dita. Come si inizia a muovere le dita insieme, il dito più vicino all'estremità di setole più pesanti non si muoverà in un primo momento. Questo dito è associato con la forza di attrito. La quantità di attrito rimane costante per tutta la superficie della scopa e si verifica in direzioni opposte. Quando cambia la distanza tra un dito e il centro di massa, il peso sostenuto da quello dito viene trasferita l'altro dito, consentendo le forze frizionali da superare e anche il dito che si trova all'estremità più pesante della Ginestra a scivolare verso il centro di massa.