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什麽是質心系?

質量中心或稱質心,指物質系統上被認為質量集中於此的壹個假想點。與重心不同的是,質心不壹定要在有重力場的系統中。值得註意的是,除非重力場是均勻的,否則同壹物質系統的質心與重心不通常在同壹假想點上。在壹個N維空間中的質量中心,坐標系計算公式為:X表示某壹坐標軸mi 表示物質系統中,某i質點的質量xi 表示物質系統中,某i質點的座標。質點系質量分布的平均位置。質量中心的簡稱。它同作用於質點系上的力系無關。設 n個質點組成的質點系 ,其各質點的質量分別為m1,m2,…,mn。若用 r1 ,r2,…,rn分別表示質點系中各質點相對某固定點的矢徑,rc 表示質心的矢徑,則有rc=Image:質心1.jpgmiri/Image:質心1.jpgmi。當物體具有連續分布的質量時,質心C的矢徑rc=Image:質心2.jpgρrdτ/Image:質心2.jpgρdτ,式中ρ為體(或面、線)密度;dτ為相當於ρ的體(或面 、線)元 ;積分在具有分布密度ρ的整個物質體(或面、線)上進行。由牛頓運動定律或質點系的動量定理,可推導出質心運動定理:質心的運動和壹個位於質心的質點的運動相同,該質點的質量等於質點系的總質量,而該質點上的作用力則等於作用於質點系上的所有外力平移 到這壹點後的矢量和 。由這個定 理可推知:①質點系的內力不能影響質心的運動。②若質點系所受外力的主矢始終為零 , 則其質心作勻速直線運動或保持 靜止狀態。③若作用於質點系上外力的主矢在某壹軸上的投影始終為零,則質心在該軸上的坐標勻速變化或保持不變。質點系的任何運動壹般都可分解為質心的平動和相對於質心的運動。質點系相對某壹靜止坐標系的動能等於質心的動能和質點系相對隨質心作平動的參考系運動的動能之和。質心位置在工程上有重要意義,例如要使起重機保持穩定,其質心位置應滿足壹定條件;飛機、輪船、車輛等的運動穩定性也與質心位置密切相關;此外,若高速轉動飛輪的質心不在轉動軸線上,則會引起劇烈振動而影響機器正常工作和壽命。