مركز ثقل جسم صلب

ملخص الدرس

شكل (٢٧): اتزان مسطرة في وضع أفقي على رأس الإصبع مركز ثقل جسم صلب (Centre of Gravity) هل حاولت أن تجعل مسطرة تتزن في وضع أفقي على رأس إصبعك كما هو مبين في الشكل (٢٧). إذا نجحت في ذلك حاول مرات أخرى أن تغير موضع إصبعك؛ فإنك ستجد أن المسطرة لا تتزن في وضع أفقي، نستنتج من ذلك بأنه توجد نقطة واحدة فقط خاصة تجعل من الممكن للمسطرة أن تتزن في وضع أفقي. هذه النقطة واقعة في منتصف المسطرة، وتدعى مركز ثقل المسطرة. ولإدراك مفهوم مركز ثقل جسم دعنا نتذكر من الدروس السابقة بأن ثقل جسم هو عبارة عن قوة جذب الأرض له. ويعرّف مركز ثقل أي جسم بأنه تلك النقطة التي يمكن اعتبار ثقل الجسم بأكمله مركز عندها. ولتوضيح هذا المعنى نعتبر الجسم عبارة عن مجموعة من الجسيمات الصغيرة كل واحدة منها لها قوة جذب أي قوة ثقل (و)، أُنظر الشكل (٢٨) هذه القوى كلها متوازية، ومتجهة دائماً نحو الأسفل فمحصلتها (ح)، لها نفس الاتجاه ونقطة تأثيرها (م) تسمى بمركز ثقل الجسم، أي أن مركز ثقل جسم هو النقطة التي يؤثر فيها ثقله. تطبيقاً لما ذكرناه نبحث عن مركز ثقل قضيب منتظم (أي ساق سمكه منتظم على امتداد طوله) من أجل ذلك نقسم طوله إلى أجزاء صغيرة متساوية فيكون لكل جزء من هذه الأجزاء قوة ثقل (و) كلها متساوية، وموجهة نحو الأسفل فتكون نقطة تأثير محصلة هذه القوى (ح) (بسبب التماثل) في منتصف القضيب (م) هي مركز ثقله انظر شكل (٢٩). مركز ثقل جسم و