מרכז הכובד

אולי שמעתם פעם את ההגיג הבא:
לאנשים נמוכים יש מזל, מכיוון שאם יפלו לקרקע, נפילתם תהיה פחות כואבת מזו של אנשים גבוהים. מה ההיגיון שעומד מאחוריו?

הגיג זה נובע ממיקומו השונה של מרכז הכובד אצל הגבוהים ואצל הנמוכים מבינינו.
מרכז הכובד של בני האדם נמצא בבטן, ואצל הנמוכים מבינינו הוא נמצא עקב זאת נמוך יותר, ובמקרה של כח חיצוני המופעל עלינו (רוח, למשל), הנמוכים יהיו יציבים 
יותר.

אצלנו, בני האדם, משתנה מרכז הכובד בהתאם לתנוחת הגוף שלנו. כאשר אנו עומדים מרכז הכובד נמצא כאמור באזור הבטן , אך יתרומם מעלה כאשר ידינו יונפו אל-על, ואם נטה את גופנו הצידה, גם מרכז הכובד יוטה. 

אם נתכופף מטה, לכיוון הרצפה, מרכז הכובד ימוקם מחוץ לגופנו (ראו תמונה). מבחינה מתמטית, משקל הכובד שלנו הוא הנקודה שבה נמצא 'הממוצע' של מסת הגוף שלנו. אילו כל מסת הגוף שלנו היתה מרוכזת בנקודה אחת – נקודה זו היתה מרכז הכובד.

היכן נמצא מרכז הכובד בגוף האדם

מקור: content.answcdn.com

עצמים שבהם מרכז הכובד נמצא מחוץ לגוף

בחפצים רבים אחרים מרכז הכובד נמצא מחוץ לגוף עצמו, למשל: בייגל'ה עם חור במרכז (דונאט) או בומרנגים אוסטרלים.

איך נוכל למצוא את מרכז הכובד בכל חפץ?

צורות סימטריות, אשר מרכז הכובד שלהן ממוקם במרכזן

עבור צורות סימטריות הבעיה פשוטה יחסית. נקודת המפגש של צירי הסימטריה של הצורה היא נקודת מרכז הכובד.

אך איך נמצא את מרכז הכובד של צורה שאינה סימטרית?

זוהי פעילות פשוטה, שתוכלו לבצע עם הילדים בבית. עקבו אחר שלבי ההוראות והתמונות המבהירות.

לשם מציאת מרכז הכובד של הצורה הא-סימטרית ניעזר בכל מיני חפצים שאפשר למצוא בבית:

בריסטול, טוש, מספריים, מחורר, חוט (למשל חוט רקמה), טבעת (למשל שייבה או טבעת למחזיק מפתחות), סיכה או נעץ, ולוח שעם או קלקר.

בהצלחה! 

  1. גזרו מצולע מבריסטול בכל צורה שתבחרו.
  2. חוררו את המצולע, בעזרת מחורר, בכמה נקודות בצידיו (ראו תמונה).
  3. כעת, הניחו את המצולע בצד לרגע אחד. קשרו טבעת לחוט רקמה (החוט לא צריך להיות ארוך) ותלו את הטבעת על סיכה או נעץ שתנעצו בלוח השעם שלכם.
  4. את צידו השני של החוט (צידו הראשון קשור לטבעת) השחילו דרך אחד החורים של המצולע (אין זה משנה איזה חור).
  5. צרו קשר קטן כדי לקשור את המצולע לחוט, כך שיתר החוט נשאר תלוי מהנקודה שבה קשרתם אליו את המצולע. על החוט להיות משוחרר (ראו תמונה).
מציאת מרכז כובד במצולע מורכב - המצולע תלוי באויר
  1. ציירו על המצולע קו שעובר לאורך החוט.
מציאת מרכז כובד במצולע מורכב - שחרור המצולע מחור אחר
  1. כעת חזרו על שלבים 4 עד 6, רק שהפעם עשו זאת עם חור אחר.
    חזרו על כך מספר פעמים, דרך מספר חורים.
מציאת מרכז כובד במצולע מורכב - שחרור המצולע מחור אחר
  1. לאחר שתסמנו מספר קוים על המצולע, תראו שהם נפגשים בנקודה מסויימת. הנקודה הזו היא מרכז הכובד של המצולע.​
מציאת מרכז כובד במצולע מורכב - סימון הקו
  1. שחררו את החוטים. קחו את המצולע ומקמו אותו על האצבע שלכם בנקודה שיווי המשקל שמצאתם. המצולע אמור להתייצב על האצבע שלכם.
מציאת מרכז כובד במצולע מורכב - לאחר חזרה על הפעולה מכל החורים סימון מרכז הכובד

מקור: www.bbc.co.uk

קונוס (חרוט)

אם נשים לב, חפצים רבים לשימוש יומיומי מעוצבים כך שבסיסם רחב ומרכז הכובד שלהם נמוך. דוגמה לכך היא הקונוס, שמרכז הכובד שלו נמוך ובסיסו רחב. מדוע הם מעוצבים כך?

מגדל פיזה

איך יכול להיות שמגדל פיזה נשאר עומד?

מגדל פיזה, המוכר לכולנו, נבנה במשך יותר מ-200 שנה ונחנך בשנת 1372.
כבר במהלך בנייתו מגדל פיזה החל לנטות מכיוון שנבנה על קרקע שאינה יציבה דיה.
איך ייתכן שמגדל פיזה, על אף שהוא נוטה, אינו קורס?

הסיבה היא פשוטה - מרכז הכובד של המגדל נמצא מעל לבסיסו, ולכן המגדל שומר על יציבות. בינתיים. מתי נצטרך להתחיל לדאוג?

עקב כובד משקלו של המגדל הוא ממשיך לנטות ולנטות. בשנת 1990 הגיעו למסקנה שנטייתו מתגברת בקצב שעלול לגרום לקריסתו בתוך 100 שנה! לאחר שהוקמה ועדה בינ"ל לבחינת מצב המגדל, הוחלט לשקם אותו. בתום עבודות שיקום שארכו 11 שנה הוא יוצב, וסכנת קריסתו חלפה מן העולם, לפחות לעת עתה.