9.15
Für eine Sammlung von Punktmassen wird der Ortsvektor für den Massenschwerpunkt als Summe des Produkts jeder Masse und ihres Ortsvektors dividiert durch die Gesamtmasse aller Teilchen geschrieben.
Bei ausgedehnten Objekten mit einer gleichmäßigen Massenverteilung wird die Punktmasse durch das differentielle Massenelement und die Summe durch ein Integral ersetzt, um die Massenschwerpunktkoordinaten zu erhalten.
Stellen Sie sich ein frei fallendes, ausgedehntes Objekt entlang der y-Achse vor, das aufgrund der Schwerkraft gleichmäßig beschleunigt wird. Die gesamte potentielle Energie dieses Objekts ist die Summe der potentiellen Energie, die jedem Massenelement zusteht.
Wenn man den Schwerpunkt durch den Ausdruck ersetzt, erhält man die gesamte potentielle Energie als Produkt aus der Gesamtmasse, der Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft und der y-Koordinate des Massenschwerpunkts.
Dies impliziert, dass die potentielle Gravitationsenergie eines ausgedehnten Objekts geschätzt werden kann, indem die gesamte Masse des Objekts in seinem Schwerpunkt konzentriert wird.
Stellen Sie sich ein System vor, das aus mehreren Punktmassen besteht. Die Koordinaten des Massenschwerpunkts für dieses System können als Summe des P…
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