Ⅰ 重心概念建立,用了什么科学方法,是等效替代还是建立模型
运用了等效替代法,因为物体的各个部分都收到重力,但是为了研究方便,将所有部分的重心等效为一点,即整体的重心。
Ⅱ 重心判断方法
重心是力学中的一个重要概念。对物体重心的研究,在工程实际中有很重要的意义。例如起重机重心的位置若超出某一范围,受载后就不能保证起重机的平衡;高速旋转的物体像涡轮机的叶片、洗衣机甩干桶等,如果其重心偏离转轴的中心线,转动起来就会引起轴的振动和轴承的动压力;汽车或飞机重心的位置对它们运动的稳定性和操作性有很大影响;高速转动的计算机硬盘对重心位置也有严格的限制。
一、物体的重心
物体的重力就是地球对它的吸引力。如果把物体视为由许多质点组成,由于地球比所研究的物体大得多,作用在这些质点上的重力形成的力系可以认为是一个铅垂的平行力系。这个空间平行力系的中心称为物体的重心。如图2-27所示。
图2-27
将物体分割成许多微单元,每一微单元的重力方向均指向地心,近似地看成一平行力系,大小分别为G1﹑G2﹑…﹑Gn,其作用点为C1(x1,y1,z1)﹑C2(x2,y2,z2)﹑…﹑Cn(xn,yn,zn)。物体重心C的坐标的近似公式为
式中 为整个物体的重量G。微单元分得越多,每个单元体体积越小,所求得的重心C的位置就越准确。在极限情况下, ,得到重心的一般公式为
(2-21)
其中 为物体的密度, 为重力加速度, 为单位体积所受的重力,dv是微单元的体积。
对于匀质的物体来说,物体单位体积所受的重力 为常数,代入式(2-21)得到:
这里 是整个物体的体积。
由式(2-22)可见,匀质物体的重心,只决定于物体的几何形状,而与物体的重度无关,因此又称为形心。
需要强调的是,一个形体的形心,不一定在该形体上。例如图2-28所示的输水管道,其形心在C点。一个物体的重心,同样也不一定在该物体上。例如我们日常用的碗,其重心也不在碗体上。
图2-28
工程实际中常采用匀质、等厚度的薄板、簿壳结构,形成一种面形形体。例如厂房的双曲顶壳、薄壁容器、飞机机翼等。若厚度为t,面积元为dA,则体积元dV=tdA,代入式(2-22)得到面体体形的重心坐标公式
式中 是整个面形体的面积。
对于匀质线段如等截面匀质细长曲杆、细金属丝,可以视为一匀质空间曲线,如图2-29所示,其重心坐标公式为:
式中 是整个线段的长度。
图2-29
二、确定物体重心的几种方法
下面介绍几种常用的确定物体重心的方法。
1. 对称法
对于具有对称轴、对称面或对称中心的匀质物体,可以利用其对称性确定重心位置。可以证明这种物体的重心必在对称轴、对称面或对称中心上。如圆球体或球面的重心在球心,圆柱体的重心在轴线中点,圆周的重心在圆心,等腰三角形的重心在垂直于底边的中线上。
2. 积分法
对于具有某种规律的规则形体,可以根据式(2-22)、(2-23)或(2-24)利用积分方法求出形体的重心从而得到简单图形的形心表2-1。
Ⅲ 重心运用了什么物理方法
你好重心运用了等效替代的方法,因为物体上的各物质点,他本身都受重力,那么不能说重力作用在哪一点上?但是为了研究问题题的方便,我们认为它集中在质量分布均匀物体的中心上,且把这一个点叫做重心
物体的重心在什么位置
物体的重心可能在物体上,也可能在物体外。质量分布均匀、形状规则的物体,重心在其几何中心。例如一个质量分布均匀中空的球壳,其重心就在其球心,匀质等边三角形薄板的重心就在其三角形的中心。
重力,是指具有质量的物体之间相互吸引的作用,也是物体重量的来源。计算公式是:G=mg,g为比例系数,重力大小约为9.8N/kg,表示质量为1kg的物体受到的重力为9.8N。此外重力会随着纬度大小改变而改变。
由于地球的吸引而使物体受到的力,叫做重力。方向总是竖直向下,不一定是指向地心的(只有在赤道和两极指向地心)。地面上同一点处物体受到重力的大小跟物体的质量m成正比,同样,当m一定时,物体所受重力的大小与重力加速度g成正比,用关系式G=mg表示。通常在地球表面附近,g值约为9.8N/kg,表示质量是1kg的物体受到的重力是9.8N。(9.8N是一个平均值;在赤道上g最小,g=9.79N/kg;在两极上g最大,g=9.83N/kg。N是力的单位,字母表示为N,1N大约是拿起两个鸡蛋的力。)