Jak grać w Punkt równowagi
- Wybierz belkę i odczytaj z karty każdą masę i jej odległość od lewego końca.
- Pomnóż każdą masę przez jej położenie i zsumuj: Σm·x. Masę samej belki licz w jej środku.
- Podziel przez masę całkowitą, aby znaleźć x_cm, albo wyznacz położenie lub masę, przy których x_cm jest nad podporą, i naciśnij Puść.
- Obserwuj zielony znacznik: jeśli środek masy jest nad podporą, belka pozostaje w poziomie; w przeciwnym razie przechyla się w jego stronę.
Gdzie jest środek masy?
Każde ciało zachowuje się tak, jakby cały jego ciężar działał w dół w jednym punkcie, jego środku masy. Dla mas na prostej jest to średnie położenie ważone masami: x_cm = Σm·x ÷ Σm. Ciężkie części przyciągają go do siebie; lekkie ledwie go przesuwają. Środek masy jednorodnej belki leży w jej środku, więc belka liczy się jako jeszcze jedna masa umieszczona w tym miejscu. Ciało oparte na podporze pozostaje na miejscu, dopóki jego środek masy jest nad podporą; gdy wyjdzie poza jej krawędź, ciężar obraca ciało przez tę krawędź. Dlatego można zrównoważyć linijkę na jednym palcu i dlatego huśtawka jest w równowadze, gdy Σm·x jest takie samo po obu stronach osi.
Model skupiony na nauce
Belka jest sztywna i ma długość 2 m; masy to punkty w stałych położeniach, a masa jednorodnej belki działa w jej środku. Płaski wierzch podpory ma szerokość 2 cm: belka pozostaje w poziomie, dopóki jej środek masy jest nad nim. W przeciwnym razie belka obraca się od spoczynku wokół bliższej krawędzi podpory, θ = ½·α·t² z α = M·g·d ÷ I, aż jej niższy koniec dotknie stołu, co jest wyznaczane dokładnie. Odtwarzane w czasie rzeczywistym.