Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Справочник arrow Курс физики с примерами решения задач. Том 1
Посмотреть оригинал

Центр тяжести. Виды равновесия твердого тела

Центр тяжести твердого тела — точка, в которую можно мысленно заключить всю массу тела и к которой приложена равнодействующая сил тяжести, действующих на отдельные части тела.

Центр масс системы материальных точек (или твердого тела) — воображаемая точка С, положение которой характеризует распределение массы этой системы. Координата центра масс определяется по формуле

где т., х. — соответственно масса и координата i-й точки;

П

п — число материальных точек в системе; т = ^mt — мас-

i=i

са системы. Координаты ус, zc для центра масс вводятся аналогично.

Центр масс твердого тела совпадает с центром тяжести в однородном поле тяготения.

Различают три вида равновесия: устойчивое, неустойчивое и безразличное. Равновесие устойчиво, если при малых отклонениях тела от положения равновесия действующие силы или моменты сил стремятся вернуть тело в исходное состояние.

Тело при этом обладает минимальной потенциальной энергией, центр масс находится на наименьшей из возможных высоте.

Примером устойчивого равновесия может служить положение шара на вогнутой поверхности (рис. 40). При отклонении шара возникает составляющая силы тяжести, направленная в сторону положения равновесия.

Равновесие неустойчиво, если при сколь угодно малых отклонениях тела от положения равновесия действующие силы или моменты сил стремятся увеличить это отклонение. Тело при этом обладает максимальной потенциальной энергией, центр масс при отклонении смещается вниз.

Примером неустойчивого равновесия может служить положение шара на выпуклой поверхности (рис. 41). При от-

Рис.40

Рис. 41

клонении шара на малый угол возникает составляющая силы тяжести, стремящаяся увеличить отклонение и направленная от положения равновесия.

Рис.42

В случае безразличного равновесия отклонение тела не вызывает сил или моментов, стремящихся изменить положение центра масс. Потенциальная энергия тела остается постоянной, высота центра масс при отклонении тела не меняется.

Примером безразличного равновесия может служить положение шара на горизонтальной поверхности (рис. 42). В любом положении шар находится в состоянии безразличного равновесия.

 
Посмотреть оригинал
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы