Mari kita beri contoh penentuan pusat massa suatu benda dengan membaginya menjadi beberapa benda yang pusat massanya diketahui.
Contoh 1. Tentukan koordinat pusat massa pelat homogen (Gbr. 9). Dimensi diberikan dalam milimeter pada Gambar 9.
Larutan: Kami menunjukkan sumbu koordinat dan . Kami membagi piring menjadi beberapa bagian, yang dibentuk oleh tiga persegi panjang. Untuk setiap persegi panjang kita menggambar diagonal, titik potongnya menentukan posisi pusat massa setiap persegi panjang. Dalam sistem koordinat yang dianut, mudah untuk menemukan nilai koordinat titik-titik tersebut. Yaitu:
(-1; 1), (1;5), (5;9). Luas tiap benda masing-masing sama:
; 
;
.
Luas seluruh pelat sama dengan:
Untuk menentukan koordinat pusat massa suatu pelat, kita menggunakan persamaan (21). Mengganti nilai semua besaran yang diketahui ke dalam persamaan ini, kita mendapatkan
Berdasarkan nilai koordinat pusat massa pelat yang diperoleh, kami menunjukkan titik C pada gambar. Seperti yang Anda lihat, pusat massa (titik geometris) pelat terletak di luarnya.
Metode penambahan. Metode ini merupakan sebagian kasus dari metode pemisahan. Dapat diaplikasikan pada benda yang mempunyai potongan (void). Apalagi tanpa bagian yang dipotong, posisi pusat massa benda dapat diketahui. Misalnya saja penerapan metode seperti ini.
Contoh 2. Tentukan posisi pusat massa sebuah pelat lingkaran berjari-jari R yang di dalamnya terdapat potongan berjari-jari r (Gbr. 10). Jarak .
Larutan: Seperti yang kita lihat, dari Gambar 10 pusat massa pelat terletak pada sumbu simetri pelat, yaitu pada garis lurus, karena garis lurus tersebut merupakan sumbu simetri. Oleh karena itu, untuk menentukan posisi pusat massa pelat tersebut, perlu ditentukan satu koordinat saja, karena koordinat kedua akan terletak pada sumbu simetri dan seimbang dengan nol. Mari kita tunjukkan sumbu koordinat , . Mari kita asumsikan bahwa pelat tersebut terdiri dari dua benda - lingkaran penuh (seolah-olah tanpa potongan) dan benda yang tampaknya dibuat dengan potongan. Dalam sistem koordinat yang diadopsi, koordinat benda-benda yang ditunjukkan akan sama dengan: .Luas benda-benda tersebut sama dengan: ; . Luas seluruh benda akan sama dengan selisih luas benda pertama dan kedua yaitu
Pekerjaan laboratorium No.13
Subjek: Penentuan pusat gravitasi pelat datar.
Tujuan pekerjaan: carilah titik yang menjadi pusat gravitasi pelat tersebut .
Peralatan:
- penggaris;
- piring datar dengan bentuk sewenang-wenang;
- garis tegak lurus;
- pin;
- tripod dengan kaki dan kopling;
- sumbat.
Petunjuk penggunaan
Titik yang harus dilalui garis kerja gaya agar benda dapat bergerak maju disebut pusat gravitasi benda. Dalam medan gravitasi seragam, pusat gravitasi bertepatan dengan pusat massa benda.
Jika sebuah pelat datar digantung pada suatu titik, maka pelat tersebut akan diposisikan sedemikian rupa sehingga garis vertikal yang ditarik melalui titik suspensi tersebut akan melewati pusat gravitasi pelat tersebut. Hal ini memungkinkan Anda menemukan pusat gravitasi pelat datar secara eksperimental. Untuk melakukan ini, Anda perlu menggantung pelat di titik mana pun dan menggambar garis vertikal di atasnya melewati titik suspensi. Kemudian lakukan operasi yang sama dengan menggantung pelat di titik lain. Titik potong garis lurus yang ditarik akan memberikan posisi pusat gravitasi pelat. Untuk memverifikasi ini, pelat dapat ditangguhkan pada titik ketiga. Garis vertikal yang melalui titik suspensi harus melalui titik potong dua garis. Anda juga bisa menyeimbangkan pelat di kepala peniti. Pelat akan berada dalam kesetimbangan jika titik tumpunya berimpit dengan pusat gravitasi.
Petunjuk penggunaan
1. Jepit sumbat pada posisi horizontal pada kaki tripod.
2. Dengan menggunakan peniti yang menempel pada gabus, gantung pelat dan garis tegak lurus.
3. Dengan menggunakan pensil tajam, tandai garis tegak lurus di tepi bawah dan atas piring.
4. Setelah pelat dilepas, buatlah garis di atasnya yang menghubungkan titik-titik yang ditandai.
5. Ulangi percobaan tersebut, gantungkan piring pada titik lain.
6. Pastikan titik potong garis yang ditarik adalah pusat gravitasi pelat.
7. Buatlah kesimpulan.
Tugas tambahan.
Penelitian yang dapat dilakukan untuk menentukan pusat gravitasi pelat datar adalah:
- bentuk geometris beraturan (lingkaran, persegi, cincin, persegi panjang);
- dengan pergeseran pusat gravitasi pelat dengan bentuk geometris beraturan;
- piring dengan bentuk sewenang-wenang.
Catatan pelajaran fisika kelas 7
Topik: Menentukan pusat gravitasi
Guru Fisika, Sekolah Menengah Argayash Institusi Pendidikan Kota No.2
Khidiyatulina Z.A.
Pekerjaan laboratorium:
"Penentuan pusat gravitasi pelat datar"
Target : mencari pusat gravitasi pelat datar.
Bagian teoretis:
Semua benda memiliki pusat gravitasi. Pusat gravitasi suatu benda adalah titik relatif dimana momen gravitasi total yang bekerja pada benda tersebut adalah nol. Misalnya, jika suatu benda digantung pada pusat gravitasinya, maka benda tersebut akan tetap diam. Artinya, posisinya dalam ruang tidak akan berubah (tidak akan terbalik atau miring). Mengapa beberapa benda terjungkal sementara yang lainnya tidak? Jika ditarik garis tegak lurus lantai dari pusat gravitasi benda, maka jika garis tersebut melampaui batas tumpuan benda, maka benda tersebut akan jatuh. Semakin besar luas tumpuan maka semakin dekat titik pusat gravitasi benda dengan titik pusat daerah tumpu dan garis tengah titik berat maka akan semakin stabil posisi benda tersebut. . Misalnya, pusat gravitasi Menara Miring Pisa yang terkenal terletak hanya dua meter dari titik tengah penyangganya. Dan kejatuhan hanya akan terjadi bila deviasinya sekitar 14 meter. Pusat gravitasi tubuh manusia berada sekitar 20,23 sentimeter di bawah pusar. Sebuah garis khayal yang ditarik secara vertikal dari pusat gravitasi melewati tepat di antara kedua kaki. Untuk boneka tumbler, rahasianya juga terletak pada pusat gravitasi tubuhnya. Stabilitasnya dijelaskan oleh fakta bahwa pusat gravitasi gelas berada di bagian paling bawah; Syarat untuk menjaga keseimbangan suatu benda adalah lewatnya sumbu vertikal pusat gravitasi bersama di dalam area tumpuan benda tersebut. Jika pusat gravitasi vertikal benda meninggalkan area penyangga, benda kehilangan keseimbangan dan terjatuh. Oleh karena itu, semakin besar luas tumpuan maka semakin dekat letak pusat gravitasi benda dengan titik pusat daerah tumpuan dan garis tengah pusat gravitasi maka semakin stabil kedudukan benda tersebut. tubuh akan. Luas tumpuan pada saat seseorang dalam posisi vertikal dibatasi oleh ruang yang berada di bawah telapak kaki dan di antara kedua kaki. Titik pusat garis vertikal pusat gravitasi pada kaki berada 5 cm di depan tuberkulum tumit. Ukuran sagital dari area penyangga selalu mendominasi bagian depan, oleh karena itu perpindahan garis vertikal pusat gravitasi lebih mudah terjadi ke kanan dan kiri daripada ke belakang, dan sangat sulit ke depan. Dalam hal ini, stabilitas saat berbelok saat lari cepat jauh lebih sedikit dibandingkan dengan arah sagital (maju atau mundur). Kaki yang memakai sepatu, terutama dengan hak lebar dan sol keras, lebih stabil dibandingkan tanpa sepatu, karena mendapat area tumpuan yang lebih luas.
Bagian praktis:
Tujuan pekerjaan: Dengan menggunakan peralatan yang diusulkan, secara eksperimental temukan posisi pusat gravitasi dua gambar yang terbuat dari karton dan sebuah segitiga.
Peralatan:Tripod, karton tebal, segitiga dari perlengkapan sekolah, penggaris, selotip, benang, pensil...
Tugas 1: Menentukan posisi pusat gravitasi suatu bangun datar yang bentuknya berubah-ubah
Dengan menggunakan gunting, potong bentuk acak dari karton. Pasang benang ke titik A dengan selotip. Gantungkan gambar dengan benang ke kaki tripod. Dengan menggunakan penggaris dan pensil, tandai garis vertikal AB pada karton.
Pindahkan titik pemasangan benang ke posisi C. Ulangi langkah di atas.
Titik O perpotongan garis AB danCDmemberikan posisi yang diinginkan dari pusat gravitasi gambar.
Tugas 2: Hanya dengan menggunakan penggaris dan pensil, carilah posisi pusat gravitasi suatu bangun datar
Dengan menggunakan pensil dan penggaris, bagilah bentuk menjadi dua persegi panjang. Berdasarkan konstruksi, carilah posisi O1 dan O2 dari pusat gravitasinya. Jelas sekali bahwa pusat gravitasi seluruh gambar berada pada garis O1O2
Bagilah gambar menjadi dua persegi panjang dengan cara lain. Berdasarkan konstruksinya, carilah posisi pusat gravitasi O3 dan O4 masing-masing. Hubungkan titik O3 dan O4 dengan sebuah garis. Titik potong garis O1O2 dan O3O4 menentukan posisi pusat gravitasi gambar
Tugas 2: Menentukan posisi pusat gravitasi segitiga
Dengan menggunakan selotip, kencangkan salah satu ujung benang di bagian atas segitiga dan gantungkan pada kaki tripod. Dengan menggunakan penggaris, tandai arah AB dari garis gravitasi (buat tanda pada sisi berlawanan dari segitiga)
Ulangi prosedur yang sama, gantungkan segitiga dari titik sudut C. Pada titik sudut C yang berhadapan dengan sisi segitiga, buatlah tandaD.
Dengan menggunakan selotip, tempelkan potongan benang AB danCD. Titik O perpotongannya menentukan posisi pusat gravitasi segitiga. Dalam hal ini, pusat gravitasi gambar tersebut berada di luar benda itu sendiri.
AKU AKU AKU . Memecahkan masalah kualitas
1.Untuk tujuan apa pemain sirkus memegang tongkat yang berat di tangannya saat berjalan di atas tali?
2. Mengapa seseorang yang membawa beban berat di punggungnya bersandar ke depan?
3. Mengapa Anda tidak bisa bangun dari kursi kecuali tubuh Anda dimiringkan ke depan?
4.Mengapa derek tidak mengarah ke beban yang diangkat? Mengapa, tanpa beban, derek tidak mengarah ke penyeimbang?
5. Mengapa mobil dan sepeda, dll. Apakah lebih baik mengerem roda belakang daripada roda depan?
6. Mengapa truk yang memuat jerami lebih mudah terguling dibandingkan truk yang memuat salju?
