Ağırlık merkezini öğrenmeden önce bilinmesi gereken iki temel kavram vardır. Bunlardan bir tanesi kütle, diğeri ise ağırlıktır. Ağırlık merkezi, cisme etki eden yer çekimi büyüklüklerinin bileşkesidir. Ağırlık merkezi, kitlenin merkezinde yer alır. Bir diğer adıyla kütle merkezi olarak da bilinir.
Kütle: Kısaca ve temel olarak madde miktarı demektir. Kütlenin ölçümü terazi yardımı ile yapılmaktadır. Aynı zamanda birim ise kilogramdır. Son olarak ise skaler bir büyüklüktür. Herhangi bir yön veya doğrultuya sahip değildir.
Ağırlık: kütleden tamamen farklıdır. Her cisim yer çekimi kuvveti altındadır. Ancak yer çekimi kuvvetinin büyüklüğü her cisim için aynı değildir. İşte ağırlık, herhangi bir cisme etki eden bu yer çekimi kuvvetidir. Ağılık dinamometre aracılığı ile ölçülür. Ayrıca birimi Newton şeklindedir.
Not: Herhangi bir cismin kütlesi her yerde aynıdır. Ancak ağırlığı her yerde aynı değildir. Ağırlık merkezi ile kütle merkezi ise her cisim için aynı noktadadır.
Düzgün Geometrik Şekillerde Ağırlık Merkezi
Aşağıdaki düzgün geometrik şekillerde ağırlık merkezleri, şekilde gösterilen kırmızı noktalardır.
Dairede kütle merkezi, dairenin merkezindedir.
Ortası boş halkalarda daire gibi işlem görür. Boşluk ve doluluk yarıçapları eş olduğu için ağırlık merkezi yine dairenin tam merkezindedir.
Kare ve dikdörtgen için ağırlık merkezi tam orta noktadır. Kenarlara olan uzaklıklar eşittir.
Üçgende ağırlık merkezi, tabana biraz daha yakındır. Kenarortayların kestiği noktada yer alır.
Koordinat Sisteminde Ağırlık Merkezinin Bulunması
Aynı doğrultu üzerinde birden fazla cisim bulunabilir. Bu cisimlerin toplamının oluşturduğu bir ağırlık merkezi vardır. Ağırlık merkezi bulunurken, sırasıyla x koordinatına olan uzaklığı ve y koordinatına olan uzaklığı tespit edilir.
- X koordinatına uzaklığı:
- Y koordinatına uzaklığı:
Örnek: Aşağıda verilen cisimlerin hangisi dengede kalır.
Yanıt: Bir cismin dengede kalıp, kalamayacağını ağırlık merkezleri bulunduktan sonra karar verilir. Bulunan ağırlık merkezlerinin doğrultusunun taban alanı içinde yer alıyor olması gerekir. Aksi halde kuvvet yönünde bir devrilme söz konusu olacaktır. Buna göre ilk iki şekilde cisimler devrilmez. Üçüncü şekilde ise bir devrilme söz konusu olacaktır.