Aké je centrum hmoty?

Výraz "centrum hmoty" sa používa nielen vmechaniky a vo výpočtoch pohybu nebeských telies, ale aj každodenného života. Je to len to, že ľudia nie vždy premýšľajú o tom, aké prírodné zákony sa prejavujú v tejto alebo tej situácii. Napríklad korčuliari v párom korčuľovaní aktívne používajú stred hmotnosti systému, keď sa odvíjajú, držia ruky.

Predtým ako Newton objavil zákony gravitácie,to bolo veril, že Zem a všetky planéty systému sa otáčajú okolo centrálnej hviezdy - Slnko. To znamená, že umiestnenie centrálneho bodu sa zhoduje s fyzickým stredom hviezdy. Teoreticky to bolo celkom možné. Ale potom Newton dokázal, že sa navzájom navzájom priťahujú predmety - nielenže slnko ovplyvňuje planétu, ale slnko tiež ovplyvňuje hviezdu. Keďže vzorec zahŕňa nielen štvorec vzdialenosti, ale aj hmotnosť, sily interakcie sú nerovné. Ako výsledok sa ukazuje, že stred hmoty mechanizmu "Zem-Slnko" nie je umiestnený uprostred hviezdy, ale je posunutý vzhľadom na fyzické centrum. Preto sa okolo tohto bodu otáča Zem aj Slnko.

Centrum hmoty nám umožnilo najprv predpokladať, a potombrilantne potvrdili existenciu hviezdy Siriusa v systéme bezvýznamného spoločníka. Pri pozorovaní pohybu hviezdy, astronóm upozornil na svoje zvláštne zvlnené posuny. Ukázalo sa, že Sirius je dvojitá hviezda. Otočia sa okolo stredu hmoty, čo spôsobuje pozorované oscilácie.

Stred hmoty je úplne nezávislý od typu pripojeniaobjekty: magnetické polia, lano, tyč. Predstavujeme dve gule s hmotnosťou m1 a m2, ktoré sú navzájom prepojené ľahkou kovovou tyčou o dĺžke L. V dôsledku tejto časti hybnosti prenášanej loptičke m1 sa prenáša a m2. Ak by sme teraz vzdať tohto veľa lôpt vo vzduchu pod uhlom rokov je len na prvý pohľad zdať, nevyrovnaný: zatiaľ čo "kotrmelec" gule, mení svoj postoj, niektorí spoločný bod na tyč sa pohybuje, ako by mal - po parabolické dráhe. Toto je centrum hmoty. Nemusí to byť v samotnom objekte. Napríklad v hviezdnom príklade sa nachádza v prázdne. Pri vykonávaní výpočtov sa predpokladá, že celková hmotnosť všetkých objektov sa koncentruje v danom bode, je sprevádzaná vektory vonkajších síl. Ak budeme podávať impulz akémukoľvek orgánu systému, potom v plnom súlade so zákonmi zachovania pulznej energie bude jeho hodnota v bode stredu hmoty nulová. Ak budeme považovať systém izolovaný od vonkajších vplyvov, pohyb jeho stredu hmoty nastane konštantnou rýchlosťou. Preto v tomto prípade môžeme hovoriť o zotrvačnom referenčnom rámci.

Koncept centra hmoty sa uplatňuje aj vtedynavrhovanie lodí. Je potrebné brať do úvahy nielen dve orgány, ale obrovské množstvo z nich a všetky vedú k jedinému menovateľovi. Chyby vo výpočtoch znamenajú nedostatok stability lode: v jednom prípade bude príliš ponorený do vody s rizikom, že sa dostane na dno pri najnebezpečnejších vlnách; av druhom príliš vysoko nad hladinou mora, čo vytvára nebezpečenstvo prevratu na strane. Mimochodom, to je dôvod, prečo by mala byť každá vec na svojom mieste, stanovená výpočtom: najpočetnejšia v dolnej časti.

Stred hmoty sa používa nielen prenebeských telies a navrhovacích mechanizmov, ale aj pri štúdiu "správania" častíc mikrosvety. Napríklad veľa z nich sa narodilo v pároch (elektrón-pozitrón). Ak majú pôvodnú rotáciu a dodržiavajú zákony príťažlivosti / odpudivosti, môžu sa považovať za systém so spoločným centrom hmoty.

Pre jednoduché systémy vypočítajte polohu boducentrum hmoty je pomerne jednoduché. K tomu je potrebné sumarizovať produkty hmoty každého tela polomerom vektora a rozdeliť získanú hodnotu o celkovú hmotnosť.