مرکز جرم: تفاوت بین نسخه‌ها
هانيه اميري (بحث | مشارکتها) جز (جایگزینی متن - 'می توان' به 'میتوان') |
|||
| (۹ نسخهٔ میانی ویرایش شده توسط ۲ کاربر نشان داده نشده) | |||
| سطر ۱: | سطر ۱: | ||
| − | {{ | + | {{نیازمند تصویر}} |
| − | + | اگر توپ بیس بالی را به هوا پرتاب کنید، مسیر سهموی همواری را طی می کند. اگر چوب بیس بال چرخانی را به هوا پرتاب کنید، مسیر آن هموار نخواهد بود؛ حرکت آن لرزان است، و به نظر می رسد که در سراسر مسیر تکان می خورد.اما، در واقع فقط دور مکان بسیار خاصی، یعنی نقطه ای موسوم به مرکز جرم (CM) (center of mass)، می چرخد. | |
| − | + | در هر جسم، مرکز جرم نقطه میانگین تمام [[جرم]]ی است که جسم را تشکیل می دهد.مثلا مرکز جرم جسم متقارنی چون توپ در مرکز هندسی آن است؛ برعکس، در جسم نا منظمی مانند چوب بیس بال،بیشتر [[جرم]] در انتهای آن قرار دارد.در نتیجه مرکز جرم چوب بیس بال به انتهای کلفت تر آن نزدیک است.مرکز جرم مخروط توپر درست در فاصله یک چهارم ارتفاع آن از قاعده است. | |
| − | + | گرانیگاه(CG)(senter of gravity) اصطلاحی است که معمولا برای مرکزجرم به کار می رود.گرانیگاه صرفا مکان میانگین توزیع وزن است.چون وزن و [[جرم]] با هم متناسب اند، گرانیگاه و مرکز جرم هر دو مربوط به یک نقطه جسم می شود. | |
| − | گرانیگاه | ||
| − | |||
| − | [[ | ||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| + | *برای بیشتر اجسام و در نزدیکی سطح [[زمین]]، این اصطلاحات مترادف اند. وقتی جسمی آنقدر بزرگ باشد که گرانی در بخش های مختلف آن تغییر کند، گرانیگاه و مرکز جرم ممکن است اندکی متفاوت باشند. | ||
| + | فیزیک دانان استفاده از اصطلاح مرکز جرم را ترجیح می دهند، چون جسم چه تحت تاثیر گرانی باشد و چه نباشد، دارای مرکز جرم است.با این همه برای بیان این مفهوم از هر دو اصطلاح استفاده می کنیم، و هرگاه وزن دخیل باشد، اصطلاح گرانیگاه را ترجیح می دهیم. | ||
| + | == تعیین محل گرانیگاه == | ||
| + | گرانیگاه جسم یکنواختی مانند خط کش، در وسط آن است، زیرا رفتار خط کش به گونه است که گویی تمام وزنش در آنجا متمرکز شده است.نگه داشتن آن نقطه تمام خط کش را نگه می دارد.متوازن ساختن جسم، روشی برای تعیین محل گرانیگاه آن در اختیار می گذارد. | ||
| + | گرانیگاه هر جسمی که آزادانه آویزان باشد مستقیما زیر(یا در) نقطه آویز است.اگر خط عمودی از نقطه آویز رسم کنیم، گرانیگاه در نقطه ای در امتداد این خط خواهد بود. برای تعیین محل دقیق آن کافی است جسم را از نقطه دیگری بیاویزیم و خط عمودی دیگری از این نقطه آویز رسم کنیم. گرانیگاه در محل برخورد دو خط قرار دارد.مرکز جرم جسم می‌تواند در نقطه ای باشد که در آن جرمی وجود ندارد.مثلا مرکز جرم حلقه یا کره توخالی در مرکز هندسی آن است که در آن جرمی وجود ندارد.همین طور مرکز جرم بومرنگ بیرون ساختار فیزیکی آن قرار دارد، نه در ماده تشکیل دهنده آن. | ||
| + | == پایداری == | ||
| + | محل گرانیگاه برای پایداری اهمیت دارد.اگر از گرانیگاه جسمی به هر شکل خطی مستقیم به طرف پایین رسم کنیم و این خط در داخل پایه جسم قرار بگیرد، آن جسم در تعادل پایدار است؛ و متوازن خواهد بود.اگر این خط بیرون پایه قرار بگیرد، ناپایدار است. | ||
| + | علت واژگون نشدن برج کج پیزا نیز همین مسئله است؛یعنی خطی که از گرانیگاه برج به سطح [[زمین]] کشیده شود، داخل پایه آن قرار می گیرد.اگر برج به اندازه ای کج شود که گرانیگاه آن فراتر از پایه قرار بگیرد، گشتاور نامتوازن آن را واژگون می سازد. <ref>کتاب فیزیک مفهومی/جلد اول مکانیک/مولف: پل جی.هیوئیت/ترجمه منیژه رهبر</ref> | ||
== منبع == | == منبع == | ||
| − | + | <references /> | |
[[Category:فیزیک]] | [[Category:فیزیک]] | ||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
نسخهٔ کنونی تا ۲۲ ژانویهٔ ۲۰۱۴، ساعت ۱۵:۲۴
|
|
این نوشتار با رعایت حق تکثیر نیازمند افزودن تصویر است . |
اگر توپ بیس بالی را به هوا پرتاب کنید، مسیر سهموی همواری را طی می کند. اگر چوب بیس بال چرخانی را به هوا پرتاب کنید، مسیر آن هموار نخواهد بود؛ حرکت آن لرزان است، و به نظر می رسد که در سراسر مسیر تکان می خورد.اما، در واقع فقط دور مکان بسیار خاصی، یعنی نقطه ای موسوم به مرکز جرم (CM) (center of mass)، می چرخد. در هر جسم، مرکز جرم نقطه میانگین تمام جرمی است که جسم را تشکیل می دهد.مثلا مرکز جرم جسم متقارنی چون توپ در مرکز هندسی آن است؛ برعکس، در جسم نا منظمی مانند چوب بیس بال،بیشتر جرم در انتهای آن قرار دارد.در نتیجه مرکز جرم چوب بیس بال به انتهای کلفت تر آن نزدیک است.مرکز جرم مخروط توپر درست در فاصله یک چهارم ارتفاع آن از قاعده است. گرانیگاه(CG)(senter of gravity) اصطلاحی است که معمولا برای مرکزجرم به کار می رود.گرانیگاه صرفا مکان میانگین توزیع وزن است.چون وزن و جرم با هم متناسب اند، گرانیگاه و مرکز جرم هر دو مربوط به یک نقطه جسم می شود.
- برای بیشتر اجسام و در نزدیکی سطح زمین، این اصطلاحات مترادف اند. وقتی جسمی آنقدر بزرگ باشد که گرانی در بخش های مختلف آن تغییر کند، گرانیگاه و مرکز جرم ممکن است اندکی متفاوت باشند.
فیزیک دانان استفاده از اصطلاح مرکز جرم را ترجیح می دهند، چون جسم چه تحت تاثیر گرانی باشد و چه نباشد، دارای مرکز جرم است.با این همه برای بیان این مفهوم از هر دو اصطلاح استفاده می کنیم، و هرگاه وزن دخیل باشد، اصطلاح گرانیگاه را ترجیح می دهیم.
تعیین محل گرانیگاه[ویرایش]
گرانیگاه جسم یکنواختی مانند خط کش، در وسط آن است، زیرا رفتار خط کش به گونه است که گویی تمام وزنش در آنجا متمرکز شده است.نگه داشتن آن نقطه تمام خط کش را نگه می دارد.متوازن ساختن جسم، روشی برای تعیین محل گرانیگاه آن در اختیار می گذارد.
گرانیگاه هر جسمی که آزادانه آویزان باشد مستقیما زیر(یا در) نقطه آویز است.اگر خط عمودی از نقطه آویز رسم کنیم، گرانیگاه در نقطه ای در امتداد این خط خواهد بود. برای تعیین محل دقیق آن کافی است جسم را از نقطه دیگری بیاویزیم و خط عمودی دیگری از این نقطه آویز رسم کنیم. گرانیگاه در محل برخورد دو خط قرار دارد.مرکز جرم جسم می‌تواند در نقطه ای باشد که در آن جرمی وجود ندارد.مثلا مرکز جرم حلقه یا کره توخالی در مرکز هندسی آن است که در آن جرمی وجود ندارد.همین طور مرکز جرم بومرنگ بیرون ساختار فیزیکی آن قرار دارد، نه در ماده تشکیل دهنده آن.
پایداری[ویرایش]
محل گرانیگاه برای پایداری اهمیت دارد.اگر از گرانیگاه جسمی به هر شکل خطی مستقیم به طرف پایین رسم کنیم و این خط در داخل پایه جسم قرار بگیرد، آن جسم در تعادل پایدار است؛ و متوازن خواهد بود.اگر این خط بیرون پایه قرار بگیرد، ناپایدار است. علت واژگون نشدن برج کج پیزا نیز همین مسئله است؛یعنی خطی که از گرانیگاه برج به سطح زمین کشیده شود، داخل پایه آن قرار می گیرد.اگر برج به اندازه ای کج شود که گرانیگاه آن فراتر از پایه قرار بگیرد، گشتاور نامتوازن آن را واژگون می سازد. <ref>کتاب فیزیک مفهومی/جلد اول مکانیک/مولف: پل جی.هیوئیت/ترجمه منیژه رهبر</ref>
منبع[ویرایش]
<references />
