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重心和质心之间的差异
  • 时间:2025-04-05

Introduction

质心是指几何平衡的图形或物体。它是那个图形或物体的中心。找到对称实体中心的方法各不相同,但它是存在的,这一点没有混淆。

例如,三角形的质心是三个中间点的交汇点。与质心相比,重心是一个更广泛的术语,包括对称和非对称的物体和图形。值得注意的是,对称物体的重心和质心以及体积图形和形状都是相同的。对于不对称物体,我们需要进行加权距离分析,并通过将其除以总重量来找到平均值,以找到重心的距离。下图给出了我们如何理解这两个概念的想法

Fig:1 Centre of gravity of irregular stones and the Centroid of Trapezium

对于二维图形和体积图形,重心和质心往往是相同的,并且由于其提供的稳定性和平衡性,因此了解重心和质心很重要。在上图中,不规则石头的重心将向左移动,这是由于在逐一排列时呈现的倾斜以及石头的不规则形状。在梯形的情况下,一旦有了a、b和h,图中就给出了公式。本文明确了重心和质心的概念。就体积或质量物体的中心或稳定性而言,两者都是非常密切相关的术语,但在某些情况下有所不同。

Centre of Gravity (COG)

重心是物体中的假想点,地球引力通过该点作用于物体的物质质量以产生其重量。正是在这一点上,整个重量被集中起来,为该物体提供所需的稳定性。

方程重量=质量$mathrm{imes}$引力;W=mg值得一提。重心是指物体与参考点之间的距离。所以测量它的单位是米。

如果你以汽车的稳定性为例,你就会很好地理解重心的重要性。汽车、卡车和车辆有一个非常严格的设计阶段,制造商在满足所有其他要求的情况下,测试车辆的重心尽可能低。重心越低;车辆在道路上的稳定性越好。

Equation for Centre of Gravity

参考下图,杆的两端有两个重物——W1(5kg)作用于点A,W2(2kg)作用于点B。根据这种重量分布,重心作用于点G。

Fig:2 Find the center of gravity

图中标记了x1和x2距离,距离x(COG)的方程式为

$$mathrm{x=frac{(x_{1}W_{1}+x_{2}W_{2})}{(W_{1}+W_{2})}}$$

Relation between Centre of Gravity (COG) and Centre of Mass (COM)

重心是物体中的一个假想点,由于地球引力的作用,物体的重量向下作用。质心是物体物质中的一点,作用在物体上的外力会使物体沿外力预期的方向移动。

除了预期方向之外,没有其他因素与被确定为质心的点有关。在许多情况下,这两个因素都会汇聚到同一点。但两者并不总是一样的。COG由于重力而向下作用,而相反,COM沿外力的预期方向作用。

Practice Problems

Q1.找到长度为10m的直线的质心

Ans.线的质心为

$$mathrm{frac{L}{2}=frac{10}{2}=5:meter}$$

Q2.找到区域a的圆心

圆的圆心是半径r。

$$mathrm{A=pi r^{2};So:r=sqrt{frac{A}{pi }}}$$

Q3.找到长度为a、宽度为b的矩形的质心

Ans.矩形质心的X坐标为$mathrm{a/2}$,Y坐标为$mathrm{b/2}$

由于几何图形的质心或重心是基于几何原理的,请参考所有可能图形的公式,并提供良好的参考。

What is Centroid?

质心是指没有质量的几何图形,如圆形、三角形、正方形、梯形等。当考虑有质量和重量的物体时,使用的术语是重心。

Difference between Centre of Gravity and Centroid

S.NOCharacteristicCentre Of GravityCentroid
1Direction of forceVertically downwardsIn the direction of external force
2Main CriteriaWeightGeometric Centre
3Denoted ByPoint GPoint C
4Calculation / MeasurementBy physical propertiesBy geometrical methods
5DensityVariation in density within object allowedUniform density of the geometrical pattern or figure
6DemonstrationCan be demonstrated with a physical matter of symmetrical or asymmetrical mass/density distributionCan be demonstrated using geometrical concepts and vapdation of same.

Conclusion

本文详细介绍了两个有趣的概念。两者的共同理念是对称和平衡的音调。每一个主题都从定义、核心概念、方程、与质心的关系、实践问题以及最后但并非最不重要的两个方面——质心和重心之间的差异——进行了探讨。有趣的是,这两种情况在大多数情况下都是一样的,比如体积形状和数字;它们是相同的,并且可以相互切换。对于具有质量的不对称材料,两者都是不同的。同样,对于有质量的对称材料,它们可以相互切换,因为它们在体物质中汇聚到同一点

常见问题

Q1.如何找到球体的质心

答案。如果考虑x-y-z坐标平面中的球体,并且其中心位于原点,则该球体的质心就是原点本身。如果从球体的表面拍摄,则距离曲面上任何点的距离为r(半径)

Q2.重心的单位是多少

答案。它是距离,因此单位是米

Q3.作战中的重心是什么

答案。重心是特定运营的多个中心中运营成本最低的中心

Q4。底盘连接电池的电动汽车会为汽车提供更好的稳定性吗

答案。是的,这是一个受欢迎的副作用。根据设计,电池最好放在地板上,以保护和节省空间。额外的好处是,这样可以降低车辆的重心,从而减少车辆侧翻和事故

Q5.什么是质量矩

答案。质量矩是质量和离一点距离的乘积。