Як знайти центр ваги тіла?

Нагадаємо, що центром ваги називають точку прикладання сили тяжіння. Розглянемо, як знайти на досвіді положення центра ваги плоского тіла – скажімо, вирізаної з картону фігури довільної форми (див. Лабораторну роботу № 12).

Підвісимо картонну фігуру за допомогою шпильки або цвяха так, щоб вона могла вільно обертатися навколо горизонтальної осі, що проходить через точку О (рис. 25.4, а). Тоді цю фігуру можна розглядати як важіль з точкою опори О.

Коли фігура знаходиться в рівновазі, що діють на неї сили врівноважують один одного. Це сила тяжіння Fт, прикладена в центрі ваги фігури Т, і сила пружності Fупр, прикладена в точці О (ця сила прикладена з боку шпильки або цвяха).

Ці дві сили врівноважують один одного тільки за умови, що точки прикладання цих сил (точки Т і О) лежать на одній вертикалі (див. Рис. 25.4, а). В іншому випадку сила тяжіння буде повертати фігуру навколо точки О (рис. 25.4, б).

Отже, коли фігура знаходиться в рівновазі, центр ваги лежить на одній вертикалі з точкою підвісу О. Це і дозволяє визначити положення центра ваги фігури. Проведемо за допомогою схилу вертикаль, що проходить через точку підвісу (синя лінія на рис. 25.4, в). На проведеній лінії лежить центр ваги тіла. Повторимо цей досвід при іншому положенні точки підвісу. В результаті ми отримаємо другу лінію, на якій лежить центр ваги тіла (зелена лінія на рис. 25.4, г). Отже, на перетині цих ліній знаходиться шуканий центр ваги тіла (червона точка Г на рис. 25.4, г).

Посилання на основну публікацію