重心与质心的区别

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主要区别 – 重心与质量中心

重心质心 这两个术语在物理学动力学研究中经常出现。重心和质心之间的主要区别在于,质心被定义为物体中质量的“加权平均”位置,而重心被定义为重力引起的扭矩总和所在的点为 0。对于均匀引力场中的物体,重心和质心是相同的。

什么是质心

质心是物体或粒子系统中质量似乎集中的点。它是通过取质量的加权平均位置来找到的。动力学中使用的方程通常适用于质心。当计算粒子系统的动量时,质心的速度用作系统的速度。此外,每当外力作用在一个由许多粒子组成的系统或物体上时,物体的行为就好像外力作用在质心上一样。例如,如果您以一定角度向上抛出警棍,警棍在下落时可能会旋转,但是,正如运动方程所预测的那样,它的质心将沿抛物线路径运动。

对于密度均匀的对称物体,质心位于物体的几何中心。

什么是重心

重心是身体所有重量似乎都通过的点。重力引起的扭矩总和关于质心为 0。可以通过通过重心施加力来平衡身体。此外,如果一个物体被悬挂,那么重心会直接落在悬挂点的下方。重心对于稳定性也很重要:如果一个物体的重心不在它的底部正上方,它就会倾倒。

这些岩石保持平衡,因为它们巧妙地定位,使石头的重心沿着一条垂直线排列。

如果一个物体在一个均匀的引力场中,那么可以证明重心和质心重合。对于靠近地球表面的物体,其尺寸远小于地球的半径,情况大致如此。但是,对于空间中的大型物体,情况并非如此。例如,如果您认为月球是一个大致呈球形的物体,则月球的质心非常接近“球体”的几何中心。然而,月球靠近地球的一侧比远离地球的一侧受到更强的引力。因此,重心不在几何中心,而是在靠近地球的一侧。

重心和质心有什么区别

定义

质心 是物体或粒子系统中质量的加权平均位置。

重心 是物体中由重力引起的净扭矩为 0 的点。

对引力场的依赖

质心 当横跨物体的引力场强度变化时,它不会改变。

重心 当跨越身体的引力场强度变化时,可能会发生变化。

在具有均匀密度的对称体中的位置

质心 位于密度均匀的对称体的几何中心。

重心 位于具有均匀密度的对称物体的几何中心,前提是该物体处于均匀的引力场中。

在动力学中使用

质心 被认为是物体或粒子系统的所有质量似乎集中的点。

重心 被认为是物体的重量似乎通过的点。

图片提供:

Leandro Inocencio(自己的作品)[CC BY-SA 3.0] 的“反平衡”,来自维基共享资源

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