Oricine ştie că o minge de tenis sau una de fotbal urmează de obicei după lovire traiectorii parabolice prin aer, conform legilor mecanicii. De asemenea, cei care au satisfăcut stagiul militar ori sunt militari de profesie s-au familiarizat în mod sigur cu balistica, o ramură a mecanicii teoretice care studiază legile mişcării unui corp greu, unui proiectil sau unui glonţ aruncat sub un anumit unghi faţă de orizontală. Dacă însă imprimăm o mişcare similară prin aer unui ciocan sau unei chei fixe, mişcarea acestor obiecte pare extrem de complicat de descris prin intermediul unor ecuaţii matematice. Cauza mişcării aparent imposibil de descris a ciocanului prin aer este distribuţia neuniformă a masei acestuia.

 

 

Traiectoria unui ciocan prin aer

Traiectoria ciudată a unui ciocan prin aer. Centrul de masă respectă regulile traiectoriei balistice.

 

 

Centrul de masă al unui obiect este definit ca fiind acel punct în care este concentrată toată masa unui sistem, mai bine zis un punct care are proprietatea că relativ la el masa obiectului este distribuită uniform. Ne-am jucat cu toţii în copilărie şi am ţinut în echilibru diverse obiecte precum un ciocan, o mătură sau o bucată de lemn cărora le-am "găsit" centrul de masă fără a şti că facem acest lucru. Acest punct, centrul de masă, descrie din punct de vedere dinamic comportamentul întregului sistem. Dacă în cazul mingilor de tenis masa este distribuită uniform pe toată suprafaţa obiectului, ducând la poziţionarea centrului de masă în centrul mingii, pentru obiecte asemenea ciocanului sau cheilor fixe lucrurile stau cu totul altfel. Masa ciocanului, ca şi a cheii fixe (vezi figura de mai jos) este concentrată în vârful metalic mai greu al acestor obiecte, ceea ce înseamnă ca centrul lor de masă se deplasează în apropierea acelor zone.

 

Cheie fixă rotită pe o suprafaţă orizontală

O cheie fixă antrenată într-o mişcare de rotaţie pe o suprafaţă orizontală.

Centrul de masă se deplasează în linie dreaptă

 

Legile fizicii ne spun că centrul de masă al unui sistem trebuie să urmeze o traiectorie parabolică atunci când imprimăm un impuls sistemului cu un anumit unghi faţă de orizontală, astfel că, deşi o minge de tenis şi un ciocan descriu mişcări complet diferite, centrele lor de masă urmează traiectorii similare. La fel se întâmplă şi în cazul extrem de complicatei tehnici pe care un săritor în înălţime o foloseşte pentru a se ridica deasupra ştachetei folosite în această probă atletică. Centrul de masă al săritorului se deplasează pe o parabolă lină, deşi mişcarea corpului în ansamblu pare şi chiar este extrem de sofisticată.

 

Săritor în înălţime. Mişcarea centrului de masă

Centrul de masă al săritorului în înălţime descrie o parabolă

 


Dacă găsiţi scientia.ro util, sprijiniţi-ne cu o donaţie.


PayPal ()
CoinGate Payment ButtonCriptomonedă
Susţine-ne pe Patreon!