质心:质点系(离散质点系)中一个特殊的点,其位矢为
$$\boldsymbol{r_C} = \frac{\sum_{i} m_i\boldsymbol{r_i}}{\sum_{i} m_i} = \frac{\sum_{i} m_i\boldsymbol{r_i}}{m}$$
对于连续物体,质心位矢可用积分得到
$$\boldsymbol{r_C} = \frac{\int \boldsymbol{r} \mathrm d m}{\int \mathrm d m} = \frac{\int \boldsymbol{r} \mathrm d m}{m}$$
以上定义式都可写成分量式。
物理意义:对各个质点进行加权平均,权重为质量越重的质点,就越有话语权。
质量均匀对称体,其质心在几何中心上。
把质点系的一部分看成质量集中的单一质点,计算总共质点系的质心时,这一部分就可以用单一质点来计算。
对于空心的体,可以用减法求质心。
重心:各质点所受重力的合力的作用点。
$$\boldsymbol{r}_{C,\boldsymbol{g}} = \frac{\sum_{i} m_i \boldsymbol{gr_i}}{\sum_{i} m_i\boldsymbol{g}}$$
在均匀重力场中,重心和质心重合。原因是各处 $\boldsymbol{g}_i$ 均相等
$$\boldsymbol{r}_{C,\boldsymbol{g}} = \frac{\sum_{i} m_i \boldsymbol{r_i}}{\sum_{i} m_i} = \boldsymbol{r}_C$$