¿Qué es el centro de masa? ¿De qué manera el centro de gravedad coincide con el centro de masa?

En física, el centro de masa de una masa, o una colección de masas discretas, es el punto singular donde reside la posición relativa pesada de la masa extendida. La fórmula utilizada para encontrar el centro de masa es

R = 1 / M (∑mi ri) cuando i cambia de 1 a n

Donde el sistema incluye el número “n” de masas, cada una con alguna masa m que se encuentra en el espacio con coordenadas r i , i = 1, …, n . Las coordenadas R representan la posición del centro de masa.

Esta es una definición matemática muy científica.

Para simplificarlo, si tuviera que tomar un cartón rectangular, sabría intuitivamente que el centro de masa es el punto donde se cruzan las diagonales. O, si toma una pelota de tenis, sabe que está justo en el centro de la esfera. Si tomara 2 pelotas de tenis similares y las separara 1 m, sabría que el centro de masa de este sistema (es decir, 2 pelotas) sería su centro. Si una de estas bolas era más pesada, el COM se desplazará hacia la bola más pesada. Pero, ¿y si tomas una masa irregular como un bate de cricket, el centro de masa probablemente residiría debajo del centro del bate, en la mitad inferior (ya que la masa del mango es relativamente menor). Tendría que dividir todo el murciélago en piezas infinitesimalmente pequeñas y usar el cálculo integral para encontrar el centro de masa.

El concepto de centro de masa puede ser muy poderoso si tiene que lidiar con un objeto para resolver un problema en Física (a menudo relacionado con las leyes de movimiento de Newton, momento lineal o momento angular), puede suponer que toda la masa del objeto reside en este punto. Por lo tanto, esto puede tratarse como un objeto puntual.

Mire este video para comprender mejor este concepto.

El centro de masa es la posición del “promedio ponderado” (media aritmética ponderada – Wikipedia) de toda la masa en un sistema. La velocidad del centro de masa se utiliza para calcular la energía cinética traslacional. Además, un objeto libre de girar sin que el par neto actúe sobre él girará alrededor de su centro de masa. Estas dos características del centro de masa lo hacen muy útil para analizar los movimientos de los objetos rígidos y los sistemas de objetos que interactúan.

El punto del centro de masa de un sistema será exactamente el mismo que el centro de gravedad cuando el sistema esté en un campo gravitacional uniforme. En un campo gravitacional no uniforme, las fuerzas en las partes del sistema donde el campo es más fuerte serán mayores, y el centro de gravedad se desplazará desde el centro de masa hacia la región del campo más fuerte.

El centro de masa, el momento de inercia, el centro de gravedad … todos iguales … pero el centro geométrico nunca es básicamente el mismo que los demás (excepto en teoría en papel para referencia matemática), porque no existe el perfecto forma perfecta en la naturaleza que es 100% congruente en material y estructura

(Sin rotación) Por lo tanto, se puede notar el cambio de CM si tienen masas diferentes.

Cuando ambos tienen la misma masa CM = CG.

En un campo uniforme, puede tener una coincidencia CM con CG.

El centro de masa es un punto en el que sientes que en ese punto está actuando todo el peso del objeto.

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