FKM Kompass
L2

Masskese

Süsteemi masskese on kõigi selle osade massiga kaalutud keskmine asukoht ja see liigub täpselt nii, nagu oleks süsteemi kogu mass koondunud sinna ja sellele mõjuksid ainult välised jõud — sisemised jõud ei nihuta seda kunagi.

Practise this concept

Masskese on üksainus punkt, mis esindab süsteemi massi keskmist asukohta, kus iga osa on kaalutud selle panustatud massiga: x_cm = (m₁x₁ + m₂x₂ + …)/ (m₁ + m₂ + …). Kahe võrdse massi korral asub see täpselt nende vahepunktis, kuid muuda masse ja see nihkub raskema poole — väikesel kuul ja suurel planeedil on nende ühine masskese planeedi keskpunktile palju lähemal kui nendevahelisele keskpunktile.

Miski ei nõua, et masskese asuks tegelikul materjalil. Rõngal või õõnsal keral on ühtlane mass ainult ümber selle serva või kesta ning sümmeetria tõttu asub selle masskese geomeetrilises keskmes — tühjas ruumis, kus ei ole üldse massi. Definitsioon puudutab puhtalt asukoha kaalutud keskmist, mitte seda, kus mass juhtub olema.

Põhjus, miks masskese saab omaenda nime, mitte lihtsalt arvepidamise mugavuseks jäämise asemel, on selles, kuidas see liigub: täpselt nii, nagu oleks süsteemi kogu mass üksainus punktosake, millele mõjuvad ainult süsteemile tervikuna mõjuvad välised jõud. Sisemised jõud — vedru, mis lükkab kaks klotsi lahku, kokkupõrge piljardikuulide vahel, plahvatav ilutulestikurakett — esinevad Newtoni kolmanda seaduse tõttu alati võrdsete ja vastupidiste paaridena, seega nende mõju masskeskmele taandub täpselt, ükskõik milline kaos üksikute osade vahel lahti pääseb. Õhus plahvatav rakett paiskab kilde igasse suunda, kuid nende ühine masskese jätkab langemist mööda sedasama sujuvat parabooli, mida oleks järginud plahvatamata kest, kuni üks kild maapinda tabab ja tõeliselt väline jõud lõpuks mõjub.

Key ideas

Requires: Impulsi jäävus

Formulas

xcm=m1x1+m2x2m1+m2x_{cm} = \frac{m_1 x_1 + m_2 x_2}{m_1 + m_2}
SymbolNameUnit
xcmxcmvahemaam (meeter)
m1m1masskg (kilogramm)
x1x1vahemaam (meeter)
m2m2masskg (kilogramm)
x2x2vahemaam (meeter)

Common misconceptions

  • Süsteemi masskese peab asuma ühe selle osa peal või sees.
  • Isoleeritud süsteemi sisemised plahvatused või põrked võivad selle üldist masskeset nihutada.
  • Masskese asub alati täpselt kahe keha vahepunktis, sõltumata nende massidest.

Resources

Kuulub nende TÜ ainete hulka

See mõiste on kaardistatud järgmis(t)e Tartu Ülikooli õppekava aine(te) osaliseks kattmiseks.