מרכז מסה
ויקיפדיה האנציקלופדיה encyclopedia
בפיזיקה ובמכניקה, מרכז המסה (או מרכז כובד) של גוף או מערכת גופים הוא נקודה במרחב המהווה את הממוצע משוקלל של מיקום המסה במערכת.
ניתן לחשב חישובים מסוימים במכניקה תוך הפשטה של המערכת, כאילו הגוף או מערכת הגופים הם גוף נקודתי הנמצא בנקודת מרכז המסה וכל המסה של המערכת מרוכזת שם. הנחה זו מפשטת מאוד את החישובים, שכן אין צורך להתחשב בממדיו של הגוף, בצורתו או בכיווניות שלו ומתאימה לחישובים המסתמכים על חוקי התנועה של ניוטון לצורך חישוב התנועה הקווית של המערכת.
למרכז המסה תפקיד חשוב בתיאור של מכניקה של גוף קשיח, כלומר של גוף שאינו משנה את צורתו. את תנועתו של גוף קשיח ניתן לתאר כמורכבת מתנועה קווית של מרכז המסה, ומתנועה סיבובית של הגוף סביב ציר סיבוב העובר דרך מרכז המסה. הפעלת כוח על גוף קשיח יכולה להביא לתנועה קווית שלו ו\או לתנועה סיבובית שלו סביב מרכז המסה. בפרט, כח המופעל על ציר העובר דרך מרכז המסה לא יגרום לסיבוב של הגוף הקשיח. כהדגמה לכך, עצם הנמצא על נקודת משען בודדת ימצא בשיווי משקל אם מרכז המסה נמצא על אותו ציר אנכי כמו נקודת המשען (ראו בתמונה).
מרכז המסה משמש גם בתיאור כוח הכובד, אז הוא מכונה גם "מרכז הכובד". על פי חוק הכבידה של ניוטון, , כוח הכבידה נמצא ביחס הפוך לריבוע המרחק בין הגופים כאשר הם מסות הגופים. כיוון שהמרחק נמדד בין שתי נקודות, יש בעיה בהגדרת המרחק בין גופים שאינם נקודתיים. על מנת לפתור זאת, יש לדעת באילו נקודות במרחב יש לרכז את מסתו של כל גוף כך שתכונות המערכת לא ישתנו. נקודות אלו הן מרכזי המסות, ועל פיהן ניתן לחשב את המרחק בין הגופים.
מקומו של מרכז המסה הוא פונקציה של המקום והמסה של כל הגופים המרכיבים את המערכת.
בתורת היחסות הפרטית מוחלף מושג זה במרכז האנרגיה שהוא מושג בעל משמעות דומה.