質心

質心為多質點系統的質量中心。若對該點施力,系統會沿著力的方向運動、不會旋轉。質點位置對質量加權取平均值,可得質心位置。以質心的概念計算力學通常比較簡單。質心對應的英文有 與 (或 ,源自古希臘的 heavy + centre)。後者指兩個或多個物體互繞物體的質量中心。

在天文學和天文物理上是很重要的一個觀念。從一個物體的質心轉移一個距離至彼此的質心,可以簡化成二體問題來進行計算。在兩個天體當中,有一個比另一個大許多的情況下(在相對封閉的環境),質心通常會位於質量較大的天體之內。因而較小的天體會在軌道上繞著共同的質心運動,而較大的僅僅只會略微"抖動"。地月系統就是這樣的狀況,倆者的質心距離地球的中心4,671公里,而地球的半徑是6,378公里。當兩個天體的質量差異不大時,質心通常會介於兩者之間,而這兩個天體會呈現互繞的現象。冥王星和它的衛星夏戎,還有許多雙小行星和聯星,都是這種情況的例子。木星和太陽的質量相差雖然超過1,000倍,但因為它們之間的距離較大,也是這一類型的例子。

在天文學,質心座標是非轉動座標,其原點是兩個或多個天體的質心所在。國際天球參考系統是質心座標之一,它的原點是太陽系的質心所在之處。

在幾何學,質心不等同於重心,是二維形狀的幾何中心。

二體問題
*所見冥王星和它的衛星夏戎的系統的質心。]]

性质
質心不一定要在有重力場的系統中才會有意義,而重心則否。值得注意的是,除非重力場是均勻的,否則同一物質系統的質心與重心通常不在同一假想點上。对于密度均匀、形状对称分布的物体,其质心位于其几何中心处。

在两质点系统中,取质心为原点,两质点连线为x轴,则两质点坐标x_1和x_2与质量m_1与m_2有如下关系:

:\frac {x_1}{x_2}=-\frac {m_2}{m_1} 该方程始终具有独特的解决方案,并且在并行场近似中,它与扭矩要求兼容。.
一个常见的例子涉及地球领域的月亮。使用加权平均定义,月球的重心比其质心更低(更接近地球),因为它的下部受地球引力的影响更大。

(以下為未翻譯內容,歡迎協助翻譯)

:球形場
如果外部重力场是球对称的,那么它相当于点质量的场 ,质点在球对称的中心 。此时,重心可定义为一点,在该点上物体的合力可由 牛顿万有引力定律得到:

:\frac {GmM (\mathbf{r}_\mathrm{cg} - \mathbf{r})} {|\mathbf{r}_\mathrm{cg} - \mathbf{r}|^3} = \mathbf{F},

此处是引力常数,是物体的质量。若合力非零,该等式有独一解,而且此解满足扭矩上的要求。 A convenient feature of this definition is that if the body is itself spherically symmetric, then lies at its center of mass. In general, as the distance between and the body increases, the center of gravity approaches the center of mass.

Another way to view this definition is to consider the gravitational field of the body; then is the apparent source of gravitational attraction for an observer located at . For this reason, is sometimes referred to as the center of gravity of relative to the point .

參見
*二體問題

参考资料
外部链接
*[http://v.youku.com/v_show/id_XNTUyMzc5NzA4.html 优酷视频:创意表演:神一般的力量与平衡术]

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