تحديد مركز ثقل قصاصة بالخيط: علّقها من نقطتين

الخلاصة السريعة

بعد الاستقرار، مركز الثقل عند تقاطع خطي التعليق المختلفين. [2]

• لقصاصة صغيرة في مجال جاذبية منتظم، يطابق مركز الثقل مركز الكتلة. [3]
• جهّز قصاصة مقوّاة وحاملاً وخيطاً بثقل وثقبين متباعدين؛ انتظر توقف التأرجح. [1]
• ارسم امتداد الخيط من كل نقطة تعليق؛ خط واحد لا يعين نقطة وحيدة. [2]
• قارن الخطين على القصاصة نفسها؛ المركز عند التقاطع، وقد يقع خارج مادتها. [2]
• تحقق بتعليق ثالث؛ راجع استقرار الجسم والرسم عند تباعد الخطوط، ولا تختلق تقاطعاً دقيقاً.

أي مركز تحدده التجربة؟

مركز الثقل يمثل موضع تأثير وزن الجسم في الوصف الميكانيكي. في مجال جاذبية منتظم يتطابق مع مركز الكتلة؛ هذا التقريب مناسب لقصاصة صغيرة قرب سطح الأرض. [3]

تتناول تجربتنا قصاصة رقيقة تحافظ على شكلها أثناء التعليق. اخترناها لأن خطوط الرسم تبقى على سطح واحد، لا لأن الطريقة تعني أن المركز هو منتصف المسافة بين طرفي الشكل.

جهّز القصاصة كي تتعلق بحرية

جهّز ورقاً مقوّى ومقصاً ومثقاباً وقلم رصاص وحاملاً وخيط الشاقول. اصنع ثقوباً صغيرة متباعدة قرب الحافة. علّق القصاصة والخيط من الحامل، وانتظر توقف تأرجحهما. [1]

نفّذ القص والثقب وفق تعليمات المعلم، وثبّت الحامل قبل العمل. [1] اكتب «أ» و«ب» بجوار ثقبي البداية، وارسم مخططاً للقصاصة في سجل النشاط.

احتفظ بخط التعليق الأول

ارسم على القصاصة خطاً في اتجاه الشاقول يمر بنقطة التعليق. [1]

خط واحد لا يعين نقطة المركز؛ علّق القصاصة من نقطة أخرى وارسم خطاً ثانياً. [2]

سمّ الخط الأول في سجلك بدلاً من وضع علامة «المركز» قبل إنهاء التعليق الثاني. صف ما رسمته فعلاً؛ الرسم التعليمي في المقال لا يمثل قياس قصاصة حقيقية.

اجمع الخطوط على الشكل نفسه

المركز عند تقاطع الخطين، وقد يكون خارج المادة؛ مثل مركز الحلقة في الفراغ. [2]

أبقِ الخط الأول على القصاصة، ثم أضف الثاني بعد التعليق من «ب». عند وضعها على الطاولة ستظهر الخطوط في اتجاهين مختلفين بالنسبة إلى الشكل. لا ترسم خطين رأسيين على رسم ثابت وتزعم أنهما سجلا وضعيتين مختلفتين.

في الرسم الداخلي، أعدنا النموذج إلى اتجاه واحد لإظهار الخطوط معاً. أما الصورة الرئيسية فتعرض وضعيتي تعليق منفصلتين. لا تقارن ميل حدود الشكل في إحدى الصورتين بميلها في الأخرى كأنه تغير في القصاصة.

تحقق وسجل حدود النتيجة

تحقق بتعليق ثالث وارسم خطه لمراجعة التقاطع. [2]

إذا لم تلتق الخطوط بوضوح، راجع توقف التأرجح وحرية الحركة وتتبع الخيط. احتفظ برسم المحاولات بدلاً من إجبار الخطوط على نقطة منتقاة سلفاً.

املأ السجل: «نقطة التعليق: ____؛ استقر الخيط: ____؛ الخط المرسوم: ____؛ نتيجة المقارنة: ____». لا تكتب مسافة أو دقة قياس لم تسجلها. إن لم تنفذ النشاط، فسمّ ورقتك خطة تجربة، واترك الملاحظات فارغة.