ملتقى الفيزيائيين العرب - تعرف على مركز الثقل ...ببساطة...

ماهو مركز الثقل ؟
مركز الثقل هو نقطة إفتراضية تعبر عن محصلة أثقال عناصر المجسم وهي أيضاً نقطة الإتزان ، كما نستطيع القول بأنه النقطة التى تتوزع حولها ثقل الجسم بالتساوي من جميع الجهات .
على سبيل المثال في حال إنتظام كثافة مادة الجسم فإن مركز ثقل الكرة هو مركزها ومركز ثقل المكعب أو متوازي المستطيلات هو منتصف الوتر الذي يصل بين ركنين متقابلين فيه ومركز ثقل الإسطوانة هو منتصف محورها ، ومن اليسير حسابياً تحديد مكان مركز الثقل للمجسمات المنتظمة بينما كثير من المجسمات الغير منتظمة تحتاج لحسابات معقدة لتحديد مركز ثقلها .

ماذا نعني بقاعدة الإرتكاز ؟
قاعدة الإرتكاز هي مساحة مسقط المحيط الخارجي الواصل بين نقاط التلامس للمجسم على المستوى المتعامد مع إتجاه الثقل ( عادة المستوى الأفقى ) و كلما زادت مساحة قاعدة الإرتكاز كلما زادت مقاومة الجسم للحركة وأيضاً كلما قلت المسافة بين مركز الثقل وقاعدة الإرتكاز كلما زاد إتزان الجسم و زادت مقاومته للحركة والعكس صحيح .

مؤكد أن الكلام علمي أكاديمي جاف وربما معقد ولكن بعد تطبيقه على نماذج ملموسة لدينا يكون أكثر واقعية ، ولنجرب مع كوب إسطواني طويل موضوع على منضده حين إمالته قليلاً نجد أنه يقاوم الميل محاولاً العوده إلى وضعه الأصلي وبإستمرار إمالته حتى حد معين نجده يسقط في إتجاه الإمالة وفي هذه الحالة نستطيع القول بأنه حينما خرج ظل مركز الثقل للكوب عن محيط قاعدة الكوب قد بدأ في السقوط ، وبتكرار التجربة مع كوب أقصر وأوسع ( محيط قاعدته أكبر ) من السابق سنجد أننا نحتاج إلى إمالته بدرجة أكبر لدفعه للسقوط في إتجاه الإمالة ، فماذا سيكون الحال مع طبق ؟

التطبيقات التى تحتاج لحسابات مراكز الثقل للمجسمات كثيرة ومنها البديهي ومنها المعقد حسابياً وعلى سبيل المثال حينما يحتاج المهندسون عند تصميم سفينة لتحديد مكان غرف المحركات ذات الأوزان الثقيلة وتحديد أماكن وضع الحاويات وتوزيع الأحمال للحفاظ على إتزان السفينه و مقاومتها لقوى الإمالة من الأمواج والتيارات البحرية ، ومايقال في شأن السفينة يقال ايضاً حين تصميم هيكل طائرة وتوزيع الأحمال فيه وأماكن تثبيت الأجنحة و . . . والتطبيقات في هذا الشأن كثيرة بما يكفي للقول بأنه لايخلو تصميم هندسي من حسابات مركز الثقل .