Centar masa

Centar masa, centar mase ili središte mase je točka koja se nalazi na prosječnoj udaljenosti od svih čestica nekog sustava ili pojedinih čestica tijela, hvatište ukupne vanjske sile koja djeluje na sustav čestica ili na tijelo. Ako se sustav čestica ili tijelo giba pod utjecajem vanjske sile, točka u kojoj se nalazi središte mase giba se kao da se u njoj nalazi sva masa sustava ili tijela. Ako tijelo nije jednolike gustoće, središte mase ne mora se nalaziti u geometrijskom središtu tijela. Središte mase katkad se nalazi i izvan volumena tijela (na primjer za tijela u obliku prstena ili potkove, za sustav zvijezda).

Središte mase podudara se s težištem tijela ako je gravitacijsko ubrzanje konstantno i jednako u svim točkama tijela. Koristi se za izračune u mehanici koji postaju jednostavniji kada se pretpostavi da se sva masa tijela nalazi koncentrirana u središtu mase.^[1]

Centar masa ili centar mase nekoga tijela ili sustava čestica je točka u kojoj kao da je sadržana ukupna masa toga tijela ili sustava. Ovakav opis nije dovoljno jasan da bi se mogao smatrati formalnom definicijom, ali intuitivno upućuje na fizikalni smisao i neke primjene centra masa, na primjer: - količina gibanja tijela ili sustava jednaka je umnošku njegove mase i brzine njegovog centra masa; - ako na tijelo ili sustav ne djeluju vanjske sile, njegov centar masa miruje ili se giba jednoliko pravocrtno, dok se pojedini dijelovi tijela ili sustava mogu gibati drugačije (primjena 1. Newtonovog aksioma); - vanjska sila koja djeluje na tijelo ili sustav daje njegovom centru masa akceleraciju koja je jednaka omjeru te sile i mase tijela ili sustava, dok pojedini dijelovi tijela ili sustava mogu imati drugačije akceleracije (primjena 2. Newtonovog aksioma za nerelativističke brzine); - u nekim primjenama klasične mehanike koristi se pojam materijalna točka: to je matematička konstrukcija koja tijelo u cijelosti nadomješta s njegovim centrom masa, to jest prikazuje proizvoljno veliko tijelo kao točku u kojoj je doista sadržana njegova proizvoljno velika masa.

U ovome članku pojam čestica označava neku vrlo malu masu koja stvarno zauzima tako mali volumen da se njezin položaj može dobro opisati (u promatranom kontekstu) samo jednom točkom, to jest njezinim vektorom položaja. Tijelo kojemu dimenzije nisu zanemarivo male smatramo sastavljenim od ogromnog broja međusobnim silama povezanih čestica (ili zamišljamo kontinuiranu razdiobu tijela na diferencijalne elemente). Sustav čestica označava neki skup čestica koje stvarnim ili zamišljenim razgraničenjem možemo razlučiti od okoline (i koje mogu ali i ne moraju djelovati jedna na drugu).

Daljnja razmatranja temelje se na predodžbi da se pojedina čestica podudara sa svojim centrom masa (to jest volumen čestice je tako mali da je praktično sadržan u njezinom centru masa).

1. ↑ središte mase. Hrvatska enciklopedija. Leksikografski zavod Miroslav Krleža. 2015.