重心と質量中心

物理の勉強でよく出てくる概念に「重心」と「質量中心」があります。また、最も紛らわしい概念であり、人々はしばしばこの2つを同じように使っていますが、これは間違っています。今回は、質量中心と重心位置の違いを説明し、読者にわかりやすくお伝えします。

剛体の質量中心は、重心とも呼ばれます。ただし、これは重力が一様である場合に限られる。地球の重力はどこでも一様なので、質量中心と重力中心は実質的に同じである。重心とは、物体の重さの平均的な位置のことです。地球の場合、重力はどこでも同じなので、質量の各要素の重さは同じになり、重心と質量の中心は同じになります。しかし、非一様な重力場では、重心と質量中心は同じではありません。質量中心は固定された性質であり、物体の質量の平均的な位置のことである。重力に左右されない。

人工衛星の場合、重力は不均一であり、その場合、重心は衛星本体に作用する重力の平均的な位置となる。このことは、明らかに質量中心と重心に微妙な違いがあることを意味します。

これは、スポーツカー**メーカーが、車体の重心をできるだけ低くし、車のバランスを良くするために利用する機能である。走り高跳びの選手も、バックオーバーヘッドジャンプを行う際に重心と重心差の概念を利用して、走り高跳びのバーに触れずに交差できるように身体を曲げています。重心がバーをクリアしていないのに、バーをクリアするように体を曲げてしまうのだ。