棒球中心

棒球中心

目的

演示力矩平衡的兩個關鍵要素:質量與重心距離。

 

實驗

 

1.棒球棒的重心將之以懸線吊起,會發現左右兩邊可以保持平衡。

2.將球棒以重心位置放在磅秤上,磅秤上的讀數為850g。
3.將球棒從重心處剖開,將球棒擊球點一側放上磅秤,讀數為500g;將球棒握把另一側放上磅秤,讀數為350g。

 

原理思考

因為球棒擊球點一側單位長度的質量比較大,若重心為支點,則較重端應較靠近支點才能保持平衡;反之,較輕者較遠離支點,這個現象從蹺蹺板的使用情形就可以觀察的到。如果我們可以將兩段球棒各自視為一個由點構成的質量中心(center of mass)(質量中心代表其全段的質量),則質心與支點的距離圖應如下圖所示。

fig1 2


換個方式來思考這個問題。球棒握把端較細長,在力矩的概念裡,距支點愈遠力矩愈大,故較細的一端可以和較重的一端保持平衡,是因為彼此的力矩為反方向的等值。

 

討論

影片中,示範者很快就找到了重心,若是你,你該怎麼做才能很快地找到重心?

 

參考資料

"Fundamentals of Physics", 6th ed., John Wiley & Sons, 2001, New York. Ch12., Hallday, Resnick, Walker

 

製作

v.1 戴伯誠

 

指導老師

朱慶琪

 

撰稿

王中川