如何找到重心(find the center of mass)

一个物体或系统的整个质量被认为是集中的点,称为质心。换句话说,它是物体或系统的总质量集中到一个点质量时具有相同效果的点。...

重心-定义

一个物体或系统的整个质量被认为是集中的点,称为质心。换句话说,它是物体或系统的总质量集中到一个点质量时具有相同效果的点。

计算质心

刚体具有连续的质量分布。质量系统可以有连续或离散的质量分布。为了更好地理解这个概念,让我们考虑一个由位于(x1,y1)和(x2,y2)的两点质量m1和m2组成的系统。

如何找到重心(find the center of mass)The center of mass of the system will be given by the coordinates (xCM,yCM) obtained by the following formula. 

如何找到重心(find the center of mass)

如果也给出了z坐标,则可以用同样的方法得到质心的z坐标。质心在内部划分两点之间的距离,从CM到每个质量(r)的距离与质量(m)成反比。i、 急诊室∝1/米。所以,下列关系适用于任何两点质量系统。r1/r2=m2/m1。两点质点的结果可以推广到许多粒子系统,如果粒子的坐标由(席,彝)给出,那么多粒子系统质心的坐标由

如何找到重心(find the center of mass)如何找到重心(find the center of mass) 

 

连续质量分布可以近似为无穷小质量的集合。因此,以上述结果的极限情况为例,给出了质心坐标。

如何找到重心(find the center of mass)

如果物体质量分布均匀(密度均匀)且几何物体规则,则质心位于物体的几何中心。还应注意,在大多数情况下,重心(CM)和重心(CG)是同义词。然而,它们是不同的,只有当作用在物体或系统上的引力场是均匀的时,它们才会重合。否则,质心和重心分离。

地球引力场中的所有物体都是这样。不过,对于小型物体来说,质心和重心位置的差异太小,但对于大型物体,尤其是发射台上的火箭等高大物体,质心和重心之间的距离却很大。

如何找到重心-示例

重心示例01。质量m、3m、4m和6m分别位于坐标(2、-6)、(4,0)、(-1,3)和(-4、-4)处。找到系统的质心。

如何找到重心(find the center of mass)

质量中心例子02。月球在距地球中心385000公里的轨道上运行。如果月球的质量是7.3477× 1022千克或地球质量的0.012300,求出地球和月球系统的质量中心距地球中心的距离。

从关系式r1/r2=m2/m1,我们可以得出后/rmoon=mmoon/mEarth。由于月球的轨道是385000公里,考虑到可用的比率,从地球中心到质心的距离是

后方/(rmoon+后方)×385000公里=百万英里/(百万英里+百万英里)×385000公里。

代入值和简化得到0.012300/(1+0.012300)× 385000公里=4677.96公里(此处月球的质量取地球质量的一部分,即mmoon/mEarth=.0123)

分离很重要(月球轨道的1.25%),因为月球有相当大的质量,但对于较小的物体,如汽车,mcar/mEarth的比值在所有实际计算中为零。

  • 发表于 2021-06-27 00:28
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  • 分类:科学

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