Як визначити центр тяжкості плоскої фігури

Як визначити центр тяжкості плоскої фігури


Як плоску фігуру можна взяти аркуш щільного паперу або картону потрібної вам форми. Головне, щоб тіло було досить тонким. У геометрії та фізиці при однорідному гравітаційному полі під центром тяжкості зазвичай розуміють центр мас, або центр інерції.

Вам знадобиться

  • - плоска фігура;
  • - олівець;
  • - лінійка;
  • - незаточений олівець;
  • - нитки;
  • - голка.

Інструкція

1. Спробуйте визначити центр тяжкості плоскої фігури дослідним шляхом. Візьміть новий незаточений олівець, поставте його вертикально. Зверху на нього помістіть плоску фігуру. Позначте на фігурі точку, в якій вона стійко тримається на олівці. Це і буде центр тяжкості вашої фігури. Замість олівця можна використовувати просто витягнутий вгору вказівний палець. Але це складніше, адже треба домогтися того, щоб палець стояв рівно, не розгойдувався і не тремтів.

2. Для демонстрації того, що отримана точка і є центр мас, виконайте в ній голкою маленьку дірочку. Продовжте в отвір нитку, на одному з кінців зав 'яжіть вузлик - так, щоб нитка не вискакувала. Тримаючись за інший кінець нитки, підвісьте тіло на ній. Якщо центр тяжкості визначено вірно, фігура розташується рівно, паралельно полу. Її бока не розгойдуватимуться.

3. Знайдіть центр тяжкості фігури геометричним шляхом. Якщо у вас дано трикутник, побудуйте в ньому медіани. Ці відрізки з 'єднують вершини трикутника з серединою протилежного боку. Точка перетину медіан стане центром мас трикутника. Щоб знайти серединну точку сторони, можна навіть скласти фігуру навпіл, але врахуйте, що при цьому порушиться однорідність фігури.

4. Якщо у вас дано паралелограм, накресліть у ньому діагоналі. Вони перетнуться саме в центрі мас. Приватні випадки паралелограма: прямокутник, квадрат, ромб. Принцип геометричного пошуку центру тяжкості таких фігур аналогічний.

5. Порівняйте результати, отримані геометричним і досвідченим шляхом. Зробіть висновки про хід експерименту. Невеликі похибки вважаються нормою. Пояснюються вони неідеальністю фігури, неточністю приладів, людським фактором (дрібними огріхами в роботі, недосконалістю людського ока тощо).