(P = mg) Вес = масса х 9,8 м/с>2 (величина ускорения свободного падения).
Величина веса, который является силой, выражается в ньютонах в Метрической системе. В Метрической системе мер единицей массы служит килограмм. Единицы массы являются скалярными величинами (не имеющими линии и направления действия), тогда как ньютон является единицей силы, обладающей векторными характеристиками.
Сила тяжести является наиболее постоянной силой, с которой сталкивается тело человека, и ведет она себя вполне предсказуемо. Как величина векторная, ее можно полностью описать при помощи точки приложения, линии действия/направления и величины. Хотя сила тяжести действует во всех точках предмета, основной ее точкой приложения является центр тяжести (ЦТ). Центр тяжести является гипотетической точкой концентрации массы и точкой, в которой происходит действие силы тяжести.
В симметричном предмете ЦТ расположен в геометрическом центре предмета (рис. 2.4,а).
В асимметричном предмете ЦТ смещен к более тяжелому концу, где масса равномерно распределена вокруг точки (рис. 2.4,b).
На рис. 2.4,с изображен костыль, который показывает, что ЦТ — на самом деле точка гипотетическая, и она совершенно не обязательно должна находиться внутри собственно предмета.
Рис. 2.4.Центр тяжести предмета:
>а — симметричного; b — несимметричного; с — ЦТ находится вне границ предмета
Но даже если ЦТ находится вне границ предмета, он все равно продолжает оставаться точкой, на которую действует сила тяжести. Расположение ЦТ любого предмета можно произвести достаточно большим количеством методов, рассмотрение которых не входит в задачу данной книги. Однако ЦТ предмета можно всегда приблизительно вычислить по точке равновесия (предполагая, что вы можете сбалансировать этот предмет на одном пальце или точечной опоре).
Линия действия и направление силы тяжести — всегда вертикально вниз, к центру Земли, независимо от ориентации предмета в пространстве. Обычно вектор силы тяжести называют линией силы тяжести (ЛСТ) или линией гравитации (ЛГ). Длина линии тяжести при изучении других взаимосвязей может быть масштабирована или выражена несколько произвольно. Лучше всего представлять ее себе в виде отвеса, верхний конец которого прикреплен к ЦТ предмета. Линия отвеса от ЦТ предмета дает точное представление о точке приложения, направлении и линии действия силы тяжести, но не ее величина.
2.2.1. Сегментарные центры тяжести
На каждый сегмент тела действует сила тяжести, каждый сегмент тела имеет собственный ЦТ. Можно сгруппировать два и более смежных сегмента, если вместе они будут двигаться как единый жесткий сегмент. Если сегменты сгруппированы, то действие силы тяжести на них будет представлено единым ЦТ. На рис. 2.5,