Ðèñ. 5.13. Центр масс (
õ с
)
системы из двух тел
õ с
Î 5. Теперь покажем, как тео ре тиче ски расчетным способом оп-
ре деляе тся центр масс единой системы, состоящей из двух точечных
тел, массы которых соответственно
равны
m 1
è
m 2
.
Для упрощения задачи поме-
стим эти тела на оси
Îõ (рис. 5.13).
Предположим, что центр масс этих
двух тел находится в точке
Ñ . Тогда
ко ординаты центра масс двух тел в
точке
Ñ определяются по формуле:
x = c m x m x m m 1 1
2 2
1
2
+
+
,
где
õ 1
è
õ 2
соответственно являются координатами двух тел.
6. В качестве примера расчетного определения центра масс по-
кажем решение следующей задачи.
Çàäà÷à. Расстояние между Луной и Землей составляет 384 000 км.
В какой точке расположен центр масс системы Земля – Луна?
Для упрощения расчета поместим начало декартовой координатной
системы в центре Земли, а ее ось
Îõ направим вдоль отрезка, соединя-
ющего Землю с Луной. И Землю, и Луну представим как материаль-
ную точку. Пусть их центр масс располагается в точке
Ñ на оси
Îõ .
Тогда координаты Земли равны:
õ з
= 0;
ó z = 0,
z ç = 0. а координаты
Луны:
õ ë
= 384 000 км (расстояние до Луны),
ó ë
= 0;
z ë
= 0.
Следовательно, координаты центр масс системы Земля – Луна
определяются по формуле:
где:
m з
– масса Земли,
m ë
– масса Луны; табличные данные которых
равны:
m з
= 5,978 · 10
24
кг,
m ë
= 7,35 · 10
22
кг.
Подставив значения
m ë
,
õ ë
è
m з
в вышеуказанную формулу, оп ре-
делим координату расположения центра масс системы Земля – Луна:
x с
=
m 3
·
x 3
+
m ë
·
x ë
m з
+
m ë
=
m ë
·
x ë
m з
+
m ë
=
7,35 · 10
22
кг · 384 000 км
5,978 · 10
24
кг + 7,35 · 10
22
кг
≈
≈
4666 км.
Таким образом, центр масс системы Земля – Луна находится
в точке, удаленной от центра Земли на расстояние 4666 км. Эта точ-
ка расположена внутри Земли, так как радиус Земли (
r з
= 6378 км)
больше по сравнению с этим расстоянием.