Diferencia entre el centro de masa y el centro de gravedad

La física siempre ha sido un tema fascinante para estudiar. Algunos de los temas interesantes para estudiar incluyen la gravedad, la inercia, la distancia, el desplazamiento, etc. La ciencia es un área integral que estudia varios sistemas, como el cuerpo humano, el sistema solar, los tejidos vegetales y animales, los productos químicos, etc. El centro de masa y el centro de gravedad son dos nociones que surgen con frecuencia en física. La distinción entre el centro de masa y el centro de gravedad se explicará en este artículo. La principal distinción entre el centro de gravedad y el centro de masa es que el centro de gravedad es la posición en la que se equilibra todo el peso del cuerpo, mientras que el centro de masa es la posición en la que se dirige toda la masa del cuerpo.

¿Qué es el Centro de Masa?

El centro de masa se define como el punto en el que se calcula que la posición relativa de la masa es cero. La distribución de masa se considera uniforme alrededor del centro de masa. Debido a que el centro de masa es independiente del campo gravitatorio (g), el cuerpo no se ve afectado por los cambios en la fuerza del campo gravitatorio. 

En objetos rígidos simples con densidad uniforme, el centro de masa está ubicado en el centro o baricentro. En el caso de objetos sofisticados, el centro de masa total se convierte en cero.

¿Qué es el Centro de Gravedad?

El centro de gravedad se define como el lugar exacto en un cuerpo alrededor del cual los instantes debidos a la gravedad se consideran cero. El centro de gravedad es el punto en el que todo el cuerpo está perfectamente equilibrado en relación con la gravedad. 

Si ese lugar exacto recibe apoyo en la dirección opuesta de la gravedad, el cuerpo alcanzará el equilibrio. El centro de gravedad se abrevia como CG o simplemente G. El centro de gravedad del objeto puede estar dentro o fuera del cuerpo del objeto. El campo gravitatorio (g) siempre afecta el centro de gravedad porque cuando el valor del campo gravitatorio varía, el valor del centro de gravedad también cambia.

Diferencia entre el centro de masa y el centro de gravedad

Centro de masa	Centro de gravedad
El centro de masa es el punto donde la distribución de masa es uniforme en todas las direcciones.	El centro de gravedad es el punto donde el peso se distribuye uniformemente en todas las direcciones.
El centro de masa se basa en la masa del cuerpo.	El centro de gravedad se basa en el peso del cuerpo.
Se dice que es el centro donde se concentra toda la masa corporal.	Se define como el punto en el que se suspende todo el peso del cuerpo.
Hay una distribución uniforme de la masa del cuerpo.	Hay una distribución uniforme del peso del cuerpo.
Cuando un cuerpo recorre un eje, la masa que actúa sobre el lado izquierdo es igual a la masa que actúa sobre el lado derecho.	Cuando un cuerpo se desplaza a través de un eje, el peso del lado izquierdo se vuelve igual al peso del lado derecho.
El cambio en el campo gravitatorio no tiene efecto sobre él.	Los cambios en la fuerza de la gravedad que actúa sobre la tierra generalmente hacen que el objeto se acerque a las partes del objeto en un campo más fuerte.
Al girar alrededor de ese punto, proporciona cierto momento angular.	Debido a la gravedad, el momento de torsión neto es cero.

Problemas Resueltos

Problema 1: Masas de dos puntos de 3 kg y 5 kg están ubicadas a 4 my 8 m en el eje X. Encuentre el centro de masa.

Solución:

Dado,

m ₁ = 3 kg

m2 = ₅ kg

x ₁ = 4 metros

x2 ₌ 8m

Usando la fórmula del centro de masa,

X _cm = metro ₁ x ₁ + metro ₂ x ₂ / metro ₁ + metro ₂

= (3)(4) + (5)(8)/ 3 + 5

= 6,5

Entonces, el centro de masa es de 6,5 m .

Problema 2: Masas de dos puntos de 2 kg y 5 kg están ubicadas a 10 m y -5 m en el eje Y respectivamente. Calcular el centro de masa.

Solución:

Dado,

m ₁ = 2 kg

m2 = ₅ kg

y ₁ = 10 m

y ₂ = -5 m

Usando la fórmula del centro de masa,

Y _cm = metro ₁ y ₁ + metro ₂ y ₂ /metro ₁ + metro ₂

= (2)(10)+(5)(-5)/2+5

= 5/7

Entonces, el centro de masa es 5/7 m.

Problema 3: En un cuerpo humano, ¿dónde está el centro de gravedad?

Solución:

El centro de gravedad es aproximadamente anterior a la segunda vértebra sacra en ubicación anatómica. Sin embargo, debido a que los humanos no permanecen en la misma postura anatómica durante largos períodos de tiempo, la ubicación precisa del COG cambia con cada nueva posición del torso y las extremidades.

Problema 4: ¿Qué efecto tiene el Centro de Gravedad sobre la balanza?

Solución:

La estabilidad de los objetos se ve afectada por su centro de gravedad. Cuanto más bajo sea el centro de gravedad (G) del objeto, más estable será. Cuanto más alto esté el objeto, más probable es que se derrumbe si lo empujan. Los automóviles de carreras tienen un centro de gravedad bajo, lo que les permite girar rápidamente sin volcarse.

Problema 5: ¿Cuál es el significado del centro de gravedad?

Solución:

El centro de gravedad simplifica enormemente los cálculos gravitacionales y dinámicos al tratar la masa de un objeto como si estuviera concentrada en un punto.