243. Bestimmung des Schwerpunktes.

#Schwerpunkt ist der Angriffspunkt der Resultierenden all der kleinen

Schwerkräfte, die auf die einzelnen Teilchen des Körpers wirken.#

[Abbildung: Fig. 317.]

Schwerpunkt einer geraden Linie.

Eine physikalische Linie ist ein der Länge nach ausgedehnter Körper, der

so dünn ist, daß man von seiner Breite und Dicke absehen kann

(Molekülreihe). Ist eine starre #gerade Linie# überall gleich schwer, so

liegt der #Schwerpunkt in der Mitte#; denn von diesem Punkte aus nach

rechts und links liegen in je gleichen Entfernungen gleich schwere

Massenteilchen. Ein steifen, dünner, gerader Draht bietet annähernd ein

Beispiel dafür.

Schwerpunkt des Rechtecks.

[Abbildung: Fig. 318.]

Eine physikalische Fläche ist ein der Länge und Breite nach ausgedehnter

Körper, der so dünn ist, daß man von seiner Dicke absehen kann

(Molekülschichte).

Denkt man sich das Rechteck parallel einer Seite in ungemein viele, sehr

schmale und gleich schmale Streifen zerschnitten, so daß jeder Streifen

etwa bloß eine Molekülreihe enthält, so liegt der Schwerpunkt jedes

solchen Streifens in seiner Mitte; diese Schwerpunkte erfüllen als

geometrischen Ort eine Linie, welche, wie aus geometrischen Gründen

leicht ersichtlich ist, die gerade Verbindungslinie der Mitten der zwei

Gegenseiten ist; auch liegen die Schwerpunkte auf dieser Linie gleich

weit von einander entfernt, weil die Streifen gleich breit sind. Denkt

man sich nun das Gewicht jedes Streifens in seinem Schwerpunkte

angebracht, so sind diese Gewichte gleich groß, weil die Streifen gleich

lang und breit sind und aus gleicher Masse bestehen. ^Wir haben also auf

der Schwerlinie in Punkten von gleichen Entfernungen gleich große

Kräfte; die Resultierende^ geht durch die ^Mitte der Schwerlinie^, und

dort liegt der ^Schwerpunkt des Rechtecks^. Aus geometrischen Gründen

ist ersichtlich, daß dieser #Schwerpunkt im Schnittpunkte der

Diagonalen# liegt und so am leichtesten gefunden werden kann. Ähnliche

Ableitung und gleiches Resultat gilt über den Schwerpunkt des

Parallelogramms, Rhombus und Quadrates.

Schwerpunkt des Dreiecks.

[Abbildung: Fig. 319.]

Man zerlegt das Dreieck, ähnlich wie das Rechteck, in Streifen, die

einer Seite parallel sind; ihre Schwerpunkte liegen in ihren Mitten und

erfüllen, wie aus geometrischen Gründen ersichtlich ist, eine gerade

Linie, welche die Mitte der Dreiecksseite mit der Spitze verbindet, also

die ^Seitenhalbierungslinie^. Denkt man sich nun wieder das Gewicht

jedes einzelnen Streifens in seinem Schwerpunkte vereinigt, so hat man

auf der Schwerlinie auch wieder Punkte von gleicher Entfernung; aber in

ihnen wirken nicht gleiche Kräfte, weil die Streifen nicht gleich lang

sind, sondern gegen die Spitze zu immer kürzer werden. Der Angriffspunkt

der Resultierenden liegt also wohl auf, aber nicht in der Mitte dieser

Linie.

Zerlegt man aber das Dreieck parallel einer anderen Seite in Streifen,

so findet man die zweite Seitenhalbierungslinie als eine Schwerlinie.

^Der Schwerpunkt liegt im Schnittpunkt beider Schwerlinien^. Der

Schwerpunkt des Dreiecks liegt also im Schnittpunkte der

Seitenhalbierungslinien, von welchem geometrisch bekannt ist, daß er #im

ersten Drittel jeder Seitenhalbierungslinie# liegt.

Schwerpunkt von Vielecken.

[Abbildung: Fig. 320.]

Man teilt das Viereck ~ABCD~ durch die Diagonale ~AC~ in zwei Dreiecke,

bestimmt deren Schwerpunkte ~s~ und ~s′~, denkt sich das Gewicht jedes

Dreiecks in seinem Schwerpunkte vereinigt und schließt, daß der

Angriffspunkt der Resultierenden beider Gewichte, also der Schwerpunkt,

auf der Geraden ~ss′~ selbst liegen muß; ~ss′~ ^ist also Schwerlinie des

Vierecks^. Man teilt das Viereck durch die Diagonale ~BD~ in zwei andere

Dreiecke, bestimmt deren Schwerpunkte ~s₁~ und ~s₁′~ und schließt, daß

auch die Gerade ~s₁s₁′~ ^eine Schwerlinie des Vierecks ist^; daraus

folgt dann, daß der ^Schwerpunkt^ ~S~ ^im Schnittpunkte^ von ~ss′~ und

~s₁s₁′~ liegt. (Welche besondere Lage haben die Geraden ~ss′~ und

~s₁s₁′~?)

Der Schwerpunkt des Fünfecks wird ähnlich gefunden, indem man es durch

eine Diagonale in ein Dreieck und ein Viereck zerlegt und von jedem den

Schwerpunkt sucht; die Verbindungslinie der Schwerpunkte ist dann eine

Schwerlinie. Zerlegt man das Fünfeck durch eine andere Diagonale und

verfährt ebenso, so erhält man noch eine Schwerlinie; der Schnittpunkt

beider ist der Schwerpunkt. Ähnlich kann man bei einem Sechseck,

Siebeneck u. s. w. verfahren, doch wird das Verfahren bald unleidlich

langwierig.

Lehrbuch der Physik zum Schulgebrauche. · 第 260 / 340 题