¿Qué significa "centro de gravedad"? ¿Qué significa "campo gravitacional"? ¿Cuál es la diferencia entre el centro de masa y el centro de gravedad?


Respuesta 1:

El centro de masa es una simplificación hecha para que podamos ignorar la forma de un objeto y tratarlo como una masa puntual genérica. Está ubicado en la posición promedio de la masa del objeto, de modo que las fuerzas que actúan fuera de la línea central del centro de masa ejercen el mismo par en el objeto como si hiciera los cálculos de la manera más difícil.

El centro de masa generalmente se llama el centro de gravedad cuando la gravedad es la fuerza dominante en la imagen, en cosas como cómo se acostará un objeto y descubrir cómo se maneja un automóvil en un giro. Dado que la gravedad, en la mayoría de los casos, actúa en el centro de masa, son lo mismo. Es solo que llamarlo CoG enfatiza que estás viendo cómo actúa con un gran enfoque en la gravedad. Es razonable para cuerpos rígidos y cosas donde no ocurren gradientes de fuerza extraños. Más sobre eso a continuación.

Un campo gravitacional está formado por objetos masivos. Esencialmente es solo un gran gráfico antiguo de cuánta fuerza gravitacional / energía potencial gravitacional tiene algo, dependiendo de dónde esté en relación con el objeto. Dado que la fuerza gravitacional es como la raíz cuadrada inversa de la distancia desde un objeto masivo, el campo se debilita cuanto más se mira.

Si está tratando de resolver un problema que involucra distancias donde los campos gravitacionales son importantes y no necesita una respuesta realmente precisa, puede suponer que la gravedad actúa desde el centro de masa del objeto grande (por ejemplo, la Tierra) hasta el centro de gravedad (= centro de masa) de un objeto pequeño (por ejemplo, una maceta).

Las cosas se ponen un poco más complicadas cuando intentas dar cuenta de objetos realmente largos y diferencias en un campo gravitacional: por ejemplo, correas gravitacionales. Colgar una masa de una cuerda larga en órbita creará un torque que hará que la cuerda quiera apuntar hacia arriba y hacia abajo. La parte inferior está en una parte más fuerte del campo de gravitación que la parte superior, por lo que la gravedad en realidad tira de la cuerda ligeramente hacia el lado del centro de masa, creando torque. En este caso, no podemos simplificar el centro de gravedad porque estamos trabajando con un objeto de forma extraña que aprovecha las diferentes partes de un campo gravitacional.


Respuesta 2:

El centro de gravedad es un punto teórico, que podría o no estar presente en el cuerpo, a través del cual pasa la resultante de todas las fuerzas gravitacionales que actúan sobre las partículas del cuerpo o el sistema de partículas. Es un concepto que es útil para resolver cierto tipo de preguntas en física. Para un cuerpo rígido o sistema de partículas que tiene un campo gravitacional uniforme en todo el cuerpo, el COG será el centro de masa del cuerpo rígido o COM del sistema de partículas.

La fuerza gravitacional actúa de alguna manera distribuida si hay una fuerza que actúa sobre un cuerpo rígido o sistema de partículas, definimos el centro de fuerza de punto teórico como el punto donde pasa la resultante de toda la fuerza que actúa sobre las partículas que es traslacional y resultante rotacional.

Por ejemplo: COG es el centro de fuerza de la fuerza gravitacional.

El centro de flotabilidad es el centro de fuerza de la fuerza de flotación.


Respuesta 3:

Mira un enorme crucero, cabañas hasta el cielo. Una cosa que sabe con certeza es que, por muy pesada que parezca su superestructura, el centro de flotabilidad está por encima del centro de gravedad, o la cosa se volcaría en un momento. El mismo tipo de consideraciones se aplica a aviones, automóviles e incluso puentes móviles. La posición de diseño del centro de gravedad y cuánto se puede permitir que se mueva es muy importante.