Experimento de matemáticas del centro de gravedad

Experimento de matemáticas del centro de gravedad

El término "centro de gravedad" a menudo se utiliza indistintamente con el término "centro de masa" cuando los objetos no tienen otras fuerzas atrayendo a uno otro, y el campo de gravitación es constante. Cuando el centro de masas se encuentra, casi cualquier objeto, independientemente de su forma, puede ser equilibrado. Si un objeto es uniforme, como una regla, se ubicará el centro de masa en el centro de la misma. Si el objeto es irregular, el centro de masa estará ubicado más cerca al extremo más pesado; por ejemplo, el centro de masa de una escoba estará más cerca del final con las cerdas. Un campo común física experimento para ilustrar cómo encontrar el centro de masas es encontrar el centro de masa de una escoba.

Centro de Masss Demonstratrion

Tomar un dedo de cada mano y balancear la escoba y la escoba está puesta horizontalmente en los dedos. Al mismo tiempo, deslice lentamente cada dedo hasta que los dedos se toquen. El punto en que tocan es el centro de masa, y la escoba debe ser balanceada en sus dedos.

Expresión matemática

El peso en el dedo derecho (RT) o dedo izquierdo (Wl) es igual al peso de la escoba (Wb) multiplicado por una fracción que contiene la distancia del lado derecho (Dr) o izquierda (D1) sobre la distancia total, que es la suma de la distancia a la izquierda y derecha (D1 + Dr).

Para resumir esta expresión utilizando variables: Wl = Wb Dr / (Dl + Dr) y Wr = Wb Dl (Dl + Dr).

Esfuerzo de torsión

La escoba tiene una tendencia a rotar alrededor de cada dedo si intenta encontrar el centro de la masa usando sólo un dedo. Usando dos dedos y mantenerlos a nivel, con la escoba sostenida horizontalmente encima de ellos, la escoba no es capaz de girar en cualquier dirección, cancelando hacia fuera las cualquier fuerzas relacionadas con el esfuerzo de torsión.

Fricción

Hay una fuerza friccional entre el cepillo y los dedos. Al empezar a mover los dedos juntos, el dedo más cercano al extremo más pesado de cerda no se moverá al principio. Este dedo está obligado por la fuerza de fricción. La cantidad de fricción permanece constante a lo largo de la superficie de la escoba y se produce en direcciones opuestas. Cuando cambia la distancia desde un dedo hasta el centro de masa, el peso soportado por el dedo se transfiere a otro dedo, permitiendo las fuerzas friccionales que superar y también permitiendo que el dedo que está en el extremo más pesado de la escoba se deslice hacia el centro de masa.


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