Što je središte mase?

Izraz "središte mase" koristi se ne samo u mehanici, već iu kalkulacijama gibanja nebeskih tijela,

Prije, prije otvaranja Newtonovi zakoni gravitacije, vjerovalo se da se Zemlja i svi planeti sustava okreću oko središnje zvijezde - Sunce. To jest, mjesto središnje točke podudara se s fizičkim središtem zvijezde. Teoretski je bilo sasvim moguće. No, tada je Newton dokazao da se objekti međusobno privlače - ne samo da Sunce utječe na planet, već i na Sunce i na zvijezdu. Budući da formula ne uključuje samo kvadrat udaljenosti, već i mase, sile interakcije su nejednake. Rezultat toga je da je centar mase mehaničkog sustava „od Sunca do Zemlje” se ne nalazi u središtu zvijezde, a pomak u odnosu na fizičke centra. Stoga se oko ove točke i Zemlja i Sunce okreću.

Središte mase omogućilo nam je da najprije pretpostavimo, a onda sjajno potvrđujemo postojanje u sustavu zvijezde sirius nenametljiv satelit. Promatrajući gibanje zvijezde, astronom je skrenuo pozornost na njegove čudne valovitosti. Ispalo je da je Sirius dvostruka zvijezda. Okreću se oko središta mase, što uzrokuje promatrane oscilacije.

Središte mase potpuno je neovisno o vrsti spajanja predmeta: magnetskim poljem, užetom, šipkom. Predstavljaju dvije lopte s masama m1 i m2, povezana sa svakim drugim duljine svjetlosti metalni štap L. Ovaj dio momenta prenosi na kuglasti m1, može prenijeti i m2. Ako mi sada odustati od ove hrpu lopti u zraku pod kutom, let je samo na prvi pogled čini se luta: Iako je „salto” lopte, mijenja svoj položaj, neke zajedničke točke na štapu se kreće kako treba - na paraboličnim putanji. Ovo je središte mase. Ne mora biti u samom objektu. Na primjer, u primjeru sa zvijezdama, nalazi se u praznini. Pri izračunavanju pretpostavlja se da se ukupna ukupna masa objekata koncentrira upravo u određenoj točki, a vektorima vanjskih sila također se primjenjuju. Ako damo impuls bilo kojem tijelu sustava, onda u potpunom skladu s zakoni o očuvanju energije zamah njegova vrijednost na mjestu središta mase bit će nula. Ako uzmemo u obzir sustav izoliran od vanjskih utjecaja, gibanje njegovog središta mase događa se konstantnom brzinom. Prema tome, u ovom slučaju možemo pričati inercijski referentni okvir.

Koncept središta mase također se koristi u dizajnu brodova. Potrebno je uzeti u obzir ne samo dva tijela, već veliki broj njih i sve dovesti do jedinstvenog nazivnika. Loša procjena znači nedostatak stabilnosti broda, u jednom slučaju, on je uronjen u vodu, riskirajući tonuti najviše manju volnah- i na drugi previše uzdignut iznad razine mora, stvarajući opasnost od vojnog udara na svojoj strani. Usput, zbog toga bi svaka stvar na brodu trebala biti na svom mjestu, propisana izračunima: najmasivniji na dnu.

Središte mase koristi se ne samo za nebeska tijela, za dizajniranje mehanizama, već i za proučavanje "ponašanja" mikročestica čestica. Na primjer, mnogi od njih su rođeni u paru (elektronski-pozitron). Posjedujući originalnu rotaciju i poštivanje zakona privlačnosti / odbijanja, mogu se smatrati sustavom koji ima zajednički centar mase.

Za jednostavne sustave prilično je lako izračunati položaj središta masovne točke. Da biste to učinili, potrebno je složiti proizvode mase svakog tijela vektorom radijusa i podijeliti dobivenu vrijednost s ukupnom masom.