FoodPro Preloader

Når er massesenteret ikke i sentrum av ethvert enkelt objekt?


I Torque og Center of Mass-episoden av NBC Learn er "Science of NFL Football" ser du at en linemen senker sitt midtpunkt for å overvinne en motstander. Et menneske senter for masse er et sted rundt navlen, som forklart i videoen. Hvis folk kunne holde seg helt stive, kan du balansere dem på et enkelt punkt ved å plassere sitt midtpunkt direkte over det punktet. S

I Torque og Center of Mass-episoden av NBC Learn er "Science of NFL Football" ser du at en linemen senker sitt midtpunkt for å overvinne en motstander.
Et menneske senter for masse er et sted rundt navlen, som forklart i videoen. Hvis folk kunne holde seg helt stive, kan du balansere dem på et enkelt punkt ved å plassere sitt midtpunkt direkte over det punktet.
Situasjonen er ikke så intuitiv når man vurderer et system som involverer flere masser. Ta for eksempel jorden og dens måne. De to gjenstandene er tyngdekraften bundet, og fordi Jorden er så mye mer massiv enn sin lungekammerat, sier månen å bane planeten. Men i sannhet utøver månen også en gravitasjonsspenning på jorden, og knytter planeten vår rundt så lett. De to kroppene er engasjert i en kontinuerlig orbitaldans, hver trekker på den andre.
Så hvis den gjensidige tiltrekningen mellom jorden og månen holder dem begge i bevegelse, hva er de to gjenstander som kretser rundt? Du gjettet det: deres massesenter. Jorden og månen er som to barn på en usynlig seesaw, en mye tyngre enn den andre. Deres kombinerte massesenter er det punktet at en kil under seesaw vil holde de to barna i balanse.
Med bare to objekter i et system er det ganske greit å finne systemets massesenter. For jord og månen (med massene M e og M m ), si at D e er avstanden mellom jord og massesenteret og D m er avstanden mellom månen og massesenteret. Forholdet mellom disse avstandene er den inverse av forholdet mellom gjenstandsmassene-det vil si D e / D m = M m / M e .
Månens masse er ca. 7, 35 X 10 ^ 22 kg, og jordens masse er 5, 97 x 10 ^ 24 kg. Forholdet Mm / M e er da ca. 0, 0123. Månen veier med andre ord omtrent 1, 23 prosent så mye som jorden. Derfor er avstanden fra jord til systemets massesenter bare ca. 0, 0123 ganger avstanden fra månen til systemets massesenter. Med en typisk avstand på 384.400 kilometer som skiller jord og månens sentre, går det ut til et massesenter som er omtrent 379.700 kilometer fra månens sentrum og ca 4.700 kilometer fra jordens. (Merk at 4.700 / 379.700 = 7.35 X 10 ^ 22 / 5.97 X 10 ^ 24, i samsvar med formelen D e / D m = M m / M e .)
Jordens radius er ca. 6.400 kilometer, så massesenteret for jordmånesystemet ligger i planeten, rundt 1700 kilometer under overflaten. Både Jorden og sin lunar ledsager bane dette underjordiske punktet som de følger deres sammenføyde sti rundt solen. For månen betyr det å lage brede runder rundt vår planet; for jord som betyr en vri som det gjør sin reise rundt solen. Men for noen orbitalsystemer er massesenteret ikke inne i noen av de baneformede kroppene, så begge gjenstandene går rundt et punkt i åpent rom.
Pluto og dens måne Charon, for eksempel, er mye nærmere i masse enn Jorden og månen. Forholdet mellom Charons masse og Plutos masse er ca. 0.117, og de to kroppene er adskilt med 19.600 kilometer. Med disse parametrene er systemets massesenter ca 17.500 kilometer fra Charon og 2.100 kilometer fra Pluto. Fordi Plutos radius bare er 1, 150 kilometer ligger massepunktet til Pluto-Charon-systemet godt utenfor kroppens fysiske ekspansjon.

Anbefalt


Aviation Industry ser ut til å løse et karbonproblemManglende nøytroner kan føre et hemmelig liv som mørk materieKan vi holde flyene trygge uten å drepe så mange fugler?Hva lærer forskere ved å binde fugler?Records from Ancient China Reveal Link Between Epidemics and Climate ChangeMan-Made Genetiske Instruksjoner Yield Living Cells for første gang2017 Var det tredje hotteste året på rekord for USABybeboere Kjør avskoging i 21. århundre