拋體運動的質心軌跡

拋體運動的質心軌跡

實驗目的

「質心」概念建立的目的

 

實驗架設

分別在網球、鐵鎚、球棒之質心處用螢光劑標記,並於室內關燈做拋擲的動作並觀察質心的運動軌跡。

 

實驗影片

 

 

原理思考

物體運動時,我們利用質心的概念分析,得到甚麼?又失去甚麼?

 

所有物體在運動時,把散佈的質量集中在質心來觀察,可以輕易地分析物體在空間中「移動」的特性,可是我們卻因此而忽略了物體「轉動」的特性。 物體質心的計算方式為

若物體為均勻密度的物體,其質心位置在其物體的幾何中心處。

 

延伸討論

1.「質心」跟「重心」有甚麼不一樣?

2.物體的質心一定在物體上嗎?

3.丟物體的方始不同,會怎麼影響質心的運動呢?

 

1.如果在均勻的重力場,其質心和重心位置一樣;反之,如果在沒有重力場的狀況(如外太空),重心並不存在,但是質心依然存在。

2.不一定,像甜甜圈、戒指這樣圓環的物體之質心就不在物體上。

3.從質心來分析物體的運動狀態,忽略了物體旋轉的部分。如果相同物體以不旋轉,同樣角度、力道拋出,其質心的運動結果會一模一樣。