Движение системы, кроме действующих сил, зависит также от её
суммарной массы и распределения масс. Масса системы равна
арифметической сумме масс всех точек или тел, образующих систему
Средней плотностью тела называют отношение
Плотностью тела в данной точке называют предел
Отсюда,
Если плотность во всех точках тела одинакова, то такое тело называют
однородным.
В однородном поле тяжести, для которого g=const, вес любой частицы
тела будет пропорционален ее массе. Поэтому о распределении масс в теле
можно судить по положению его центра тяжести. Преобразуем формулы,
определяющие координаты центра тяжести:
В полученные равенства входят только массы
материальных точек
(частиц), образующих тело, и координаты
этих точек. Следовательно,
положение точки С (x C
, y C
, z C
) действительно характеризует распределение масс
в теле или в любой механической системе, если под
понимать
соответственно массы и координаты точек этой системы.
Геометрическая точка С, координаты которой определяются указанными
формулами, называется центром масс или центром инерции системы. Положение центра масс определяется его радиус-вектором
где - радиус-векторы точек, образующих систему.
Хотя положение центра масс совпадает с положением центра тяжести
тела, находящегося в однородном поле тяжести, понятия эти не являются
тождественными. Понятие о центре тяжести, как о точке, через которую
проходит линия действия равнодействующей сил тяжести, по существу имеет
смысл только для твердого тела, находящегося в однородном поле тяжести.
Понятие же о центре масс, как о характеристике распределения масс в системе,
имеет смысл для любой системы материальных точек или тел, причем, это
понятие сохраняет свой смысл независимо от того, находится ли данная си-
стема под действием каких-нибудь сил или нет.