2.5 Masscentrum och tyngdkraft
FörberedandeFysik
| Teori | Övningar |
Mål och innehåll
Innehåll:
- Masscentrum och tyngdpunkt
- Tyngdkraften
- Sammansatta kroppar
- Masscentrum för kroppar med hål
Läromål
Efter detta avsnitt ska du ha lärt dig att:
- Matematiskt definiera begreppet masscentrum för partiklar och sammansatta kroppar med hjälp av vektorer.
- Redogöra för hur man bestämmer masscentrum grafiskt och praktiskt.
- Skilja mellan masscentrum och tyngdpunkt.
- Förklara varför man använder sig av masscentrum.
- Ställa upp och räkna ut masscentrum för partiklar och sammansatta kroppar.
- Beskriva vad som händer med masscentrum när man tar bort materia i en kropp (gör hål i kroppen).
Teori
Masscentrum och tyngdpunkt
Masscentrum och tyngdpunkt är viktiga begrepp i statik och stela kroppars dynamik. Man skiljer egentligen på begreppen masscentrum och tyngdpunkt. Men om en kropp befinner sig i ett homogent kraftfält så sammanfaller begreppen. Vi kommer att använda begreppen synonymt.
För fyra partiklar – som i figuren - definieras masscentrum så här:
rG=m1+m2+m3+m4m1r1+m2r2+m3r3+m4r4
Det är enkelt att inse hur man förfar med ett annat antal partiklar.
Tyngdkraften
I exemplet ovan är tyngdkraften
mg=(m1+m2+m3+m4)g
och angriper i masscentrum G.
Sammansatta kroppar
För sammansatta kroppar beräknas masscentrum som om varje delkropp var en partikel med delkroppens totala massa placerad i delkroppens masscentrum. T ex för fyra kroppar:
Hål
Om man har kroppar med hål i så kan man behandla hålen som om de hade negativ massa.
Råd för inläsning
Läs först i HEUREKA! Fysik kurs A kap 3:2–3:5 Hur beskriver man en kraft sid 70–71.
Länktips
Klicka här för mer information, bilder och en animation om 'Center of mass' i Wikipedia