§ 26. Центр ваги

Роздивися малюнок 79. Чому, на твою думку, іграшкова пташка утримується на руці людини?

Припустімо, ти поставив / поставила тарілку на стіл. Але частина тарілки звисає над краєм столу. Якщо велика частина тарілки звисає, вона впаде на підлогу. Це тому що тарілка була не в центрі ваги.

Центр ваги — це те, що утримує усе в рівновазі й не дає тілу впасти.

Центр ваги тіла — це точка, в якій вага рівномірна з усіх боків. Іншими словами центр ваги — це точка прикладання ваги тіла.

Мал. 79. Рівновага іграшкової пташки

Для об’єкта правильної форми, наприклад, кулі або лінійки, центр ваги буде у середині тіла. Для тіл нерівномірної форми, як-от людина, центр ваги не зовсім у центрі. Верхня половина нашого тіла важить більше, ніж нижня. Тому наш центр ваги буде трохи вище талії.

У кожного предмета є центр ваги. Якщо центр тяжіння перебуває у рівновазі, то й тіло теж. Однак іноді центр ваги відхиляється від рівноваги. Тоді тіло або буде підтримуватися додатково, або перекинеться.

Виконай дослід

Знайди центр ваги плоскої фігури неправильної форми (мал. 80).

Мал. 80. Визначення центру ваги плоскої фігури неправильної форми

Виконай дослід

1. Підвісь плоске тіло за точку на його краю. Воно буде обертатися, поки його центр тяжіння не виявиться прямо під цією точкою. Повісь гирю на мотузці з тієї ж точки. Проведи лінію, паралельну мотузці (жовта).
2. Тепер вибери точку на іншому краю фігури й повтори описані дії. Намалюй ще одну лінію, паралельну мотузці (зелену).
3. Центр ваги тіла — це точка перетину двох ліній.

Що нижче центр ваги тіла, то легше утримувати рівновагу. Сидячи на стільці, ти можеш нахилитися більше, ніж коли стоїш. З низьким центром ваги ти можеш нахилятися у різні сторони. Тоді не виникне сила повороту і ти не перекинешся. Ось чому автомобілі для перегонів (і важкі будівельні машини) розроблені з дуже низьким центром ваги. Що ближче вони до землі, то менший ризик їх перекидання. Це не залежить від того, як швидко вони їдуть (мал. 81). Під час проектування будівель також потрібно враховувати розташування центру ваги. Вузька та висока будівля потребує додаткового укріплення основи.

Приклади, які пояснюють розташування центру ваги, можна знайти і в природі. Ведмеді іноді ходять на задніх лапах. Але швидше, легше й безпечніше їм ходити на чотирьох. Адже в такому положенні у них нижчий центр тяжіння і вони не можуть перекинутися (мал. 82). Дерева утримують рівновагу завдяки розташуванню коренів.

Мал. 81. Приклади низького розташування центру ваги в техніці

Мал. 82. Приклади низького розташування центру ваги у рослин і тварин

Мал. 83. Приклади балансування центру ваги у спортсменів

Знання про розташування центру ваги тіла також є важливими для успішних занять багатьма видами спорту. Практично всі види спорту пов’язані з балансом (рівновагою) (мал. 83). Це й фігурне катання, і серфінг. Спорт вимагає роздумів про те, де в тебе центр ваги. А ще — як швидко перемістити тіло, не витрачаючи занадто багато енергії та контролю. Ти помітив/ помітила, як тенісисти широко розставляють ноги? І як стрибуни у висоту згинаються навколо жердини? Усі подібні речі засновані на вивченні центру ваги й застосуванні знань на практиці.

Висновки

Центр ваги тіла — це точка, в якій вага рівномірна з усіх боків. Іншими словами, центр ваги — це точка прикладання ваги тіла.

Для об’єкта рівномірної форми, такого як куля або лінійка, центр ваги буде у середині тіла.

У техніці обов’язково потрібно дотримуватися рівноваги. Для цього необхідно враховувати центр ваги тіла.

Що нижче центр ваги тіла, то легше утримувати рівновагу.

Конспект учня

Центр ваги тіла — це точка, в якій вага рівномірна з усіх боків.

Запитання і завдання

1. Що називається центром ваги тіла?
2. Де розташований центр ваги плоского тіла правильної форми (круга, трикутника, прямокутника, квадрата)?
3. Як знайти центр ваги плоскої фігури неправильної форми?
4. Наведи приклади застосування знань про центр ваги тіла.

Цікаві факти

Попри свій нахил, Пізанська вежа не падає. Це тому, що прямовисна лінія, проведена з центру її ваги, не виходить за межі основи (мал. 84).
Канатохідці використовують трюки, щоб керувати своїм центром ваги. Вони ніколи не ходять по канату просто так. Деякі витягують руки, тримають у руках довгу палицю або парасольку. Інші присідають або згинають коліна. Треті їздять на велосипедах з вантажами, що звисають десь під ними. Ці засоби балансування допомагають канатохідцям краще контролювати свій центр ваги. Якщо вони можуть постійно тримати центр ваги прямо над мотузкою, вони ніколи не впадуть.

Мал. 84. Пізанська вежа (Італія, м. Піза)

Зміст