الفرق الرئيسي - مركز الثقل مقابل مركز الكتلة

مركز الجاذبية و مركز الكتلة كلا المصطلحين يتم طرحهما بشكل متكرر في دراسة الديناميات في الفيزياء. يتمثل الاختلاف الرئيسي بين مركز الثقل ومركز الكتلة في أن مركز الكتلة يُعرَّف بأنه "المتوسط ​​المرجح" لموضع الكتلة في الجسم بينما يُعرَّف مركز الجاذبية على أنه النقطة التي حولها مجموع عزم الدوران بسبب قوى الجاذبية تساوي 0. بالنسبة للأجسام الموجودة في حقول الجاذبية المنتظمة ، يكون مركز الثقل ومركز الكتلة متماثلين.

ما هو مركز الكتلة

مركز الكتلة هو النقطة في الجسم أو نظام الجزيئات حيث يبدو أن كتلته مركزة. تم العثور عليه بأخذ متوسط ​​موضع الكتلة المرجح. غالبًا ما تنطبق المعادلات المستخدمة في الديناميات على مركز الكتلة. عندما يتم حساب زخم نظام من الجسيمات ، يتم استخدام سرعة مركز الكتلة كسرعة النظام. بالإضافة إلى ذلك ، عندما يتم تطبيق قوى خارجية على نظام من العديد من الجسيمات أو الجسم ، يتصرف الجسم كما لو تم تطبيق القوى الخارجية في مركز الكتلة. على سبيل المثال ، إذا رميت عصا بأعلى بزاوية ، فقد تدور العصا بينما تسقط ، ومع ذلك ، فإن مركز كتلتها سوف ينتقل في مسار مكافئ ، كما تنبأت معادلات الحركة.

بالنسبة للأجسام المتماثلة ذات الكثافة المنتظمة ، يقع مركز الكتلة في المركز الهندسي للجسم.

ما هو مركز الثقل

مركز الجاذبية هو النقطة التي يبدو أن كل وزن الجسم يعمل من خلالها. مجموع عزم الدوران الناتج عن قوى الجاذبية هو 0 حول مركز الكتلة. يمكن موازنة الجسم عن طريق تطبيق قوة عبر مركز الجاذبية. بالإضافة إلى ذلك ، إذا تم تعليق جسم ما ، فإن مركز الجاذبية يقع مباشرة تحت نقطة التعليق. مركز الجاذبية مهم أيضًا للاستقرار: قد ينهار الجسم إذا لم يكن مركز ثقله فوق قاعدته مباشرة.

تحافظ هذه الصخور على توازنها لأنها موضوعة بمهارة بحيث تصطف مراكز جاذبية الأحجار على طول خط رأسي واحد.

إذا كان الجسم في مجال جاذبية منتظم ، فيمكن إثبات أن مركز الجاذبية ومركز الكتلة يتطابقان. هذا هو الحال تقريبًا بالنسبة للأجسام القريبة من سطح الأرض ، والتي تكون أبعادها أصغر بكثير من نصف قطر الأرض. ومع ذلك ، ليس هذا هو الحال بالنسبة للأجسام الكبيرة في الفضاء. على سبيل المثال ، إذا كنت تعتبر القمر جسمًا كرويًا تقريبًا ، فإن مركز كتلة القمر قريب جدًا من المركز الهندسي "للكرة". ومع ذلك ، فإن جانب القمر الأقرب إلى الأرض يواجه قوة جذب أقوى مقارنة بالجانب الأبعد. لذلك ، لا يقع مركز الجاذبية في المركز الهندسي ، ولكن على الجانب الأقرب إلى الأرض.

ما هو الفرق بين مركز الثقل ومركز الكتلة

تعريف

مركز الكتلة هو متوسط ​​موضع الكتلة المرجح في جسم أو نظام من الجسيمات.

مركز الجاذبية هي النقطة في الجسم التي يكون فيها صافي عزم الدوران الناتج عن قوى الجاذبية صفرًا.

الاعتماد على مجالات الجاذبية

مركز الكتلة لا تتغير عندما تتنوع قوة مجال الجاذبية عبر الجسم.

مركز الجاذبية قد تتغير عندما تتنوع قوة مجال الجاذبية عبر الجسم.

الموقف في جسم متماثل بكثافة موحدة

مركز الكتلة يقع في المركز الهندسي في جسم متماثل بكثافة موحدة.

مركز الجاذبية يقع في المركز الهندسي في جسم متماثل بكثافة موحدة ، فقط إذا كان الجسم في مجال جاذبية موحد.

استخدم في Dynamics

مركز الكتلة تعتبر النقطة التي من خلالها يبدو أن كتلة الجسم أو نظام الجزيئات كلها مركزة.

مركز الجاذبية تعتبر النقطة التي يبدو أن وزن الجسم يتصرف من خلالها.

الصورة مجاملة:

"Counter Balance" بواسطة Leandro Inocencio (عمل خاص) [CC BY-SA 3.0] ، عبر ويكيميديا ​​كومنز