JoVE Logo

Oturum Aç

9.15 : Gravitational Potential Energy for Extended Objects

Consider a system comprising several point masses. The coordinates of the center of mass for this system can be expressed as the summation of the product of each mass and its position vector divided by the total mass:

Equation1

Suppose the point masses are replaced with an extended object with uniformly distributed mass. The coordinates of the center of mass for this object can be obtained by replacing the point mass with the differential mass element and the summation with an integral in the equation for the center of mass:

Equation2

Consider a ring with uniform mass distribution M and radius R. The circular symmetry ensures that the center of mass is located at the ring's geometric center:

Equation1

Consider a coordinate system with its origin located at the center of the ring. Since the ring has a uniform mass distribution, the linear mass density is constant. So, the differential mass element on the surface of the ring is the product of the linear mass density and the differential length element on the ring's surface.

Now, using the expression for the center of mass and substituting the value of the position vector in the component form and the differential mass element gives the following equation:

Equation3

As the arc length ds subtends a differential angle , the arc length equals the radius multiplied by the differential angle. The linear mass density is the total mass divided by the length of the ring. Incorporating these values of arc length and linear mass density, the center of mass expression reduces to the following:

Equation4

The variable of integration is the angle θ. So, the limits of integration around the ring are θ = 0 to θ = 2π. The integral is separated into the x and y components and integrated across the limits:

Equation5

Since the origin of the coordinate is located at the center of the ring, the center of mass of the ring lies at its geometric center.

Etiketler

Gravitational Potential EnergyCenter Of MassExtended ObjectsPoint MassesUniform Mass DistributionRing Mass DistributionLinear Mass DensityDifferential Mass ElementArc LengthIntegration LimitsGeometric CenterCircular SymmetryCoordinate System

Bölümden 9:

article

Now Playing

9.15 : Gravitational Potential Energy for Extended Objects

Doğrusal Momentum, İmpuls ve Çarpışmalar

1.3K Görüntüleme Sayısı

article

9.1 : Doğrusal Momentum

Doğrusal Momentum, İmpuls ve Çarpışmalar

13.6K Görüntüleme Sayısı

article

9.2 : Kuvvet ve Momentum

Doğrusal Momentum, İmpuls ve Çarpışmalar

15.1K Görüntüleme Sayısı

article

9.3 : Dürtü

Doğrusal Momentum, İmpuls ve Çarpışmalar

18.2K Görüntüleme Sayısı

article

9.4 : İtme-Momentum Teoremi

Doğrusal Momentum, İmpuls ve Çarpışmalar

11.0K Görüntüleme Sayısı

article

9.5 : Momentumun Korunumu: Giriş

Doğrusal Momentum, İmpuls ve Çarpışmalar

14.4K Görüntüleme Sayısı

article

9.6 : Momentumun Korunumu: Problem Çözme

Doğrusal Momentum, İmpuls ve Çarpışmalar

9.7K Görüntüleme Sayısı

article

9.7 : Çarpışma Türleri - I

Doğrusal Momentum, İmpuls ve Çarpışmalar

6.5K Görüntüleme Sayısı

article

9.8 : Çarpışma Türleri - II

Doğrusal Momentum, İmpuls ve Çarpışmalar

6.8K Görüntüleme Sayısı

article

9.9 : Elastik Çarpışmalar: Giriş

Doğrusal Momentum, İmpuls ve Çarpışmalar

12.0K Görüntüleme Sayısı

article

9.10 : Elastik Çarpışmalar: Örnek Olay İncelemesi

Doğrusal Momentum, İmpuls ve Çarpışmalar

13.1K Görüntüleme Sayısı

article

9.11 : Çoklu Boyutlarda Çarpışmalar: Giriş

Doğrusal Momentum, İmpuls ve Çarpışmalar

4.5K Görüntüleme Sayısı

article

9.12 : Çoklu Boyutlarda Çarpışmalar: Problem Çözme

Doğrusal Momentum, İmpuls ve Çarpışmalar

3.5K Görüntüleme Sayısı

article

9.13 : Kütle Merkezi: Giriş

Doğrusal Momentum, İmpuls ve Çarpışmalar

13.9K Görüntüleme Sayısı

article

9.14 : Kütle Merkezinin Önemi

Doğrusal Momentum, İmpuls ve Çarpışmalar

6.1K Görüntüleme Sayısı

See More

JoVE Logo

Gizlilik

Kullanım Şartları

İlkeler

Araştırma

Eğitim

JoVE Hakkında

Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır