Что такое пара сил и центр тяжести?

Пара сил. Две равные параллельные силы, направленные впротивоположные стороны, называются парой сил.

Пусть на тело действуют две равные параллельные силы, направленные в противоположные стороны (рис. 17). Из ранее приведенных примеров мы знаем, что если сложить параллельные силы, направленные в противоположные стороны, то равнодействующая этих сил будет равна их разности и направлена в сторону большей силы. Очевидно, что если силы равны, то разность их будет равна нулю и, следовательно, равнодействующая будет равна нулю. Таким образом, пара сил равнодействующей не имеет.

Рис. 17. Пара сил

Расстояние между силами пары называется плечом пары, а произведение плеча на одну из сил называется моментом пары: М = Pl.

Под действием пары сил тело не будет двигаться поступательно, а будет вращаться.

Центр тяжести. Всякое твердое тело мы можем представить себе состоящим из бесчисленного множества частиц, каждая из которых притягивается Землей по направлению к центру Земли (по радиусу). Так как земной радиус очень велик, то можно считать, что все эти маленькие силы параллельны (рис. 18).

Ряс. 18. Центр тяжести тела не меняет своего места при изменении положения тела в пространстве

Из предыдущего мы знаем, что совокупность всех этих маленьких параллельных сил можно заменить одной равнодействующей, приложенной в центре параллельных сил и направленной по радиусу к центру земли. Эта равнодействующая и даст нам величину силы G, с какой земля притягивает все тело, иными словами даст нам силу тяжести, т. е. вес тела.

Точка приложения этой равнодействующей не меняет своего места, какое бы положение тело ни занимало. Эта точка О и называется центром тяжести тела (сокращенно — ц. т.).

Итак , точка, через которую проходит равнодействующая всех элементарных сил тяжести при любых положениях тела, или иначе точка, в которой приложен вес тела, называется центром тяжести тела.

Центр тяжести однородного тела, имеющего правильную геометрическую форму, лежит, очевидно, в его геометрическом центре. Так, например, центр тяжести шара лежит в его центре, центр тяжести тонкой квадратной пластинки— на пересечении диагоналей и т. д. Очевидно также, что центр тяжести симметричного тела из однородного материала лежит на его оси симметрии (рис. 19).

Рис. 19. Центр тяжести симметричного тела из однородного материала лежит на оси симметрии

Заметим, что симметрией называется тождественное (одинаковое) расположение геометрических форм относительно какой-либо линии или плоскости. Тело обладает симметрией, если его части, образованные расчленением секущей плоскостью — плоскостью симметрии, — геометрически совмещаются.