主要区别-重心与质心

重心和质心是物理学中动力学研究中经常出现的两个术语。重心和质心之间的主要区别在于，质心被定义为物体中质量的“加权平均”位置，而重心则被定义为由重力产生的力矩之和为0的点。对于处于均匀重力场中的物体，重心和质心是一样的。

什么是质心(the center of mass)？

质心是物体或粒子系统中质量集中的点。它是通过取质量的加权平均位置得到的。动力学中使用的方程通常适用于质心。在计算质点系动量时，质心速度作为质点系的速度。此外，当外力作用于由许多粒子组成的系统或物体时，物体的行为就好像外力作用于质心一样。例如，如果你以一个角度向上扔一根指挥棒，指挥棒可能会在下落时旋转，然而，它的质心会以抛物线路径移动，正如运动方程所预测的那样。

对于密度均匀的对称物体，质心位于物体的几何中心。

什么是重心(the center of gravity)？

重心是身体所有重量的作用点。由于重力而产生的力矩之和在质量中心为0。物体可以通过重心施加力来保持平衡。此外，如果一个物体是悬浮的，那么重心就直接落在悬浮点的下方。重心对稳定性也很重要：如果重心不在基座正上方，物体就会倾覆。

These rocks maintain their balance because they are skillfully positioned in such a way that the stones’ centers of gravity line up along a single, vertical line.

如果一个物体处在一个均匀的引力场中，那么可以证明重心和质心重合。地球表面附近的物体，其尺寸比地球半径小得多，情况大致如此。然而，空间中的大型物体并非如此。例如，如果你认为月球是一个大致呈球形的物体，那么月球的质心非常接近“球体”的几何中心。然而，月球靠近地球的一侧比离地球更远的一侧受到更强的引力。因此，重心不在几何中心，而是在靠近地球的一侧。

重心(center of gravity)和质心(center of mass)的区别

定义

质心是物体或粒子系统中质量的加权平均位置。

重心是物体中由于重力而产生的净扭矩为0的点。

对引力场的依赖

当穿过一个物体的引力场的强度改变时，质心不变。

当穿过一个物体的引力场的强度改变时，重心可能会改变。

均匀密度对称体中的位置

在密度均匀的对称物体中，质心位于几何中心。

在密度均匀的对称物体中，只有当物体处于均匀的引力场中时，重心才处于几何中心。

在动力学中的应用

质心被认为是一个物体或一个粒子系统的所有质量集中的点。

重心被认为是物体的重量作用的点。

Image Courtesy:

“Counter Balance” by Leandro Inocencio (Own work) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Comm***