ΣΤ΄ ΤΑΞΗ - ΦΥΣΙΚΗ - ΜΗΧΑΝΙΚΗ
Φ.Ε. 11: Κέντρο βάρους
Γιατί σκύβουμε πάντα, όταν σηκωνόμαστε από μια καρέκλα;
Γιατί, αν δοκιμάσουμε να σηκωθούμε από την καρέκλα χωρίς να σκύψουμε καθόλου, απλώς θα παραμείνουμε καρφωμένοι σ' αυτήν;
Γιατί αν προσπαθήσουμε να σκύψουμε, θα πέσουμε αν δεν μετακινήσουμε έστω το ένα μας πόδι προς τα μπρος;
Γιατί έχουμε καλύτερη ισορροπία, αν έχουμε τα πόδια μας ανοιχτά;
(Πηγή youtu.be/UIMC4Ko31oI)
Η εξήγηση για όλα τα παραπάνω ακούει στο όνομα: “Κέντρο Βάρους”.
Αν προσπαθήσουμε να ισορροπήσουμε ένα αντικείμενο (π.χ. ένα κομμάτι ξύλου) πάνω στο ένα μας δάχτυλο, θα δούμε πως υπάρχει μόνο ένα σημείο πάνω στο οποίο μπορούμε να βάλουμε το δάχτυλό μας ώστε αυτό να ισορροπήσει.
Το σημείο αυτό λέγεται ΚΕΝΤΡΟ ΒΑΡΟΥΣ του σώματος.
Προφανώς κάθε σώμα έχει μόνο ένα κέντρο βάρους.
Προφανώς κάθε σώμα έχει μόνο ένα κέντρο βάρους.
(Πηγή εικόνων: youtu.be/R8wKV0UQtlo)
Τι είναι το κέντρο βάρους
Όλα τα μόρια αποτελούνται από μόρια. Το κάθε μόριο έχει βάρος, δηλαδή το κάθε μόριο έλκεται από την Γη με μία συγκεκριμένη δύναμη. Στην παρακάτω εικόνα εχουμε σχεδιάσει λίγα (πολύ λίγα...) μόρια του ξύλου:
Η συνολική δύναμη με την οποίαν έλκει η Γη το ξύλο, η "συνισταμένη" δύναμη όπως λέγεται, ονομάζεται βάρος τού σώματος.
Το σημείο στο οποίο εφαρμόζεται αυτή η συνισταμένη πάνω στο σώμα, ονομάζεται κέντρο βάρους τού σώματος.
Το κέντρο βάρους κάθε σώματος βρίσκεται σε ένα συγκεκριμένο σημείο (στο σημείο Α στο παραπάνω σχήμα), και είναι διαφορετικό για κάθε σώμα.
Το σημείο στο οποίο εφαρμόζεται αυτή η συνισταμένη πάνω στο σώμα, ονομάζεται κέντρο βάρους τού σώματος.
Το κέντρο βάρους κάθε σώματος βρίσκεται σε ένα συγκεκριμένο σημείο (στο σημείο Α στο παραπάνω σχήμα), και είναι διαφορετικό για κάθε σώμα.
|
Όσο το κέντρο βάρους (από το οποίο ξεκινά το βελάκι τής συνολικής δύναμης (της "συνισταμένης", είπαμε) βρίσκεται μέσα στο νοητό ορθογώνιο παραλληλόγραμμο που περιβάλλει το αντικείμενο, το αντικείμενο ισορροπεί και δεν πέφτει. |
|
Όταν το βελάκι τής συνολικής δύναμης, της συνισταμένης (που περνά είπαμε από το κέντρο βάρους τού σώματος) βγει έξω από το νοητό ορθογώνιο παραλληλόγραμμο που περιβάλλει το αντικείμενο, τότε αυτό χάνει την ισορροπία του και πέφτει. |
|
Δείτε τά παραπάνω, με ένα πραγματικό αντικείμενο
- 1, 2. Το κέντρο βάρους βρίσκεται μέσα στο παραλληλόγραμμο, ακόμη και όταν το πλαγιάζουμε λίγο. Το παραλληλόγραμμο ισορροπεί.
- 3. Το πλαγιάζουμε λίγο περισσότερο. Το κέντρο βάρους βγαίνει απέξω. Το παραλληλόγραμμο πέφτει.
Τώρα, μπορούμε να εξηγήσουμε τις εικόνες στην αρχή του μαθήματος;
- (Για να σηκωθούμε, πρέπει να σκύψουμε λίγο προς τα μπρος, ώστε το κέντρο βάρους του σώματός μας να φύγει πιο μπροστά και να μας δώσει ώθηση.
- Για να έχουμε καλύτερη ισορροπία, είτε ακίνητοι, είτε σκύβοντας, πρέπει να έχουμε τα πόδια μας ανοιχτά, ώστε να "μεγαλώνει" το παραλληλόγραμμο που δημιουργείται με το σώμα μας (όπως στο ξύλο αμέσως πιο πάνω), και επομένως το βελάκι που ξεκινάει από το κέντρο βάρους μας να μην βγαίνει απέξω.)
Παίζουμε με το κέντρο βάρους
Κατασκευή - Οδηγίες
Χρειαζόμαστε δύο πηρούνια, έναν φελλό, μία βελόνα, μία δακτυλήθρα και ένα μολύβι:
1. Με την βοήθεια της δακτυλήθρας μπήγουμε την μισή βελόνα μέσα στον φελλό:
2. Καρφώνουμε τα πηρούνια στον φελλό, όπως στην εικόνα:
3. Τοποθετούμε την μύτη της βελόνας πάνω στο μολύβι.
(Δεν πρόκειται να πέσει με τίποτε, παρά μόνον αν κουνήσουμε εμείς την κατασκευή . Απλώς, είμαστε προσεκτικοί, για να μην γλιστρήσει η βελόνα. Για πιο σίγουρα, και πιο εύκολα, μπορούμε να τρίψουμε την μύτη του μολυβιού σε ένα χαρτί, προκειμένου να γίνει πιο επίπεδη.)
4. Απολαμβάνουμε την ισορροπία του συστήματος!
