Masas centrs — teorija. Fizika (Skola2030), Fizika II.

Kas ir masas punkts? Tas ir ķermeņa punkts, kuram var pielikt spēku, lai izraisītu ķermeņa virzes kustību ar lineāru paātrinājumu, bet bez leņķiskā paātrinājuma.

Aplūkosim ķermeni, kuram ir taisnstūra forma.

Spēki

F_{1}

F_{2}

izraisa ķermeņa virzes kustību, bet spēki

F_{3}

F_{4}

— rotācijas kustību. Zīmējumā redzams, ka spēka

F_{1}

F_{2}

darbības līnija iet caur punktu\(\ O\), bet spēka

F_{3}

F_{4}

darbības līnija nešķērso punktu \(O\). Tātad punkts \(O\) ir dota ķermeņa masas punkts.

Masas centrs var atrasties ārpus fiziskā ķermeņa, kā tas dažkārt notiek dobiem vai atvērtas formas objektiem, piemēram, pakaviem. Aplūkosim ķermeni, kuram ir gredzena forma.

Spēki

F_{1}

F_{2}

izraisa ķermeņa virzes kustību, bet spēki

F_{3}

F_{4}

var izraisīt tikai rotācijas kustību. Zīmējumā redzams, ka spēka

F_{1}

F_{2}

darbības līnijas iet caur punktu \(O\), bet spēka

F_{3}

F_{4}

darbības līnija neiet caur punktu \(O\). Tātad punkts \(O\) ir dota ķermeņa masas punkts.
Ja Zemes gravitācijas lauks, kurā atrodas ķermenis, ir homogēns, tad ķermeņa masas centru sauc arī par tā smaguma centru. Homogēnā gravitācijas laukā katrs masas elements sver vienādi, tāpēc smaguma centrs ir identisks masas centram. Tomēr nehomogēnā gravitācijas laukā smaguma centrs nav tāds pats kā masas centrs. Masas centrs ir fiksēts ķermeņa punkts, kurš nosaka masas vidējo atrašanās vietu. Tam nav nekāda sakara ar gravitāciju.

Pastāv dažādas metodes, lai eksperimentāli noskaidrotu plakanās figūras masas centru. Viens no tiem ir šāds:

1. Iekārt figūru ar auklu (sk. zīm.) un ļaut tai ieņemt stabila līdzsvara stāvokli. Punktā \(A\) piekārt svērteni, kurš novietosies vertikāli (\(AB\) līnija). Ar lineālu novilkt taisni \(AB\).