手机是动态的雕塑,即使在风中旋转,也能保持完美的平衡。
平衡手机上的装饰物可能很复杂。手机通常有多个支撑杆悬挂在不同的水平,这增加了挑战的层次。你可以添加装饰品到下面的手机和保持平衡吗?
一根挂有装饰物的杆,如果它被支撑在一个叫做“它的”的特定点上,那么它就是完美平衡的质量中心.这一点是物体悬挂在杆上的平均位置。
例如,假设左边的装饰品的重量是其他两个的两倍。当支撑附在杆的中心时,它向左倾斜。红色箭头表示杆开始旋转的方向。你应该把绳子系在什么地方以使杆保持水平和平衡?
质量的平均位置是通过计算每个质量乘以它的位置,从你选择的参考点测量,然后除以总质量。如果参考点是较大质量的位置,杆就有长度 中间的装饰已经到位 然后质心就确定了
参考点的右侧(即杆的左端右侧)。
为了保持水平,每根杆都必须支撑在悬挂在其上的重物的重心上。这包括装饰品和悬挂杆,构成较低层次的手机。
例如,假设你想悬挂我们之前平衡的另一根杆。
我们应该把第一根杆子放在哪里,使它保持水平?
假设杆本身比饰品轻很多,我们可以忽略它的重量,悬挂杆的总重量为 乘以最小饰品的重量。我们可以用同样的计算来求质心,用一个未知数 代替悬挂杆的位置。
这一次,让我们使用作为我们的参考点的支持是连接到顶部杆。我们想要找到 质心在这一点上。杆的每一段都是长度 向左的位置将计算为负距离,向右的位置将计算为正距离:
这意味着当钓竿挂起来的时候 在支撑物的右边,顶层的质心将在我们的参考点上,在支撑物的正下方。