Poczucie równowagi

Ptak, który na pierwszy rzut oka zawisa nienaturalnie na dziobie, huśtająca się papuga, miś ekwilibrysta, rowerzysta - to zabawki, które prezentują zagadnienie środka ciężkości. Zawieszone na ostrzu nie spadają, lecz bujają się leniwie.

Balansujący ptak Balansujący ptak

We wszystkich tych zabawkach "naturalny" środek ciężkości przesunięty został za pomocą dodatkowych ciężarków, tak aby rzeczywisty środek ciężkości znajdował się dokładnie pod punktem podparcia. Wprawione w ruch drgający bujają się powoli, ponieważ środek ciężkości znajduje się niedaleko od punktu obrotu (wahania), natomiast moment bezwładności jest duży.

Gdzie znajduje się nasz środek ciężkości, kiedy balansujemy na linie? A może należy się dodatkowo obciążyć, żeby nie spaść?

Butelka

Uzyskanie stanu trwałej równowagi wymaga pewnych zabiegów, które zmieniają położenie "naturalnego" środka ciężkości.


W przypadku ptaka dodatkowo obciążone są skrzydła, co przesuwa jego środek ciężkości w kierunku dzioba, tak że w położeniu równowagi środek ten znajduje się poniżej punktu podparcia. Podobnie rzecz się ma w przypadku misia - zakrzywiona tyczka, którą ekwilibrysta trzyma w łapach - obciążona jest kulkami. Z kolei papuga i tukan huśtają się bezpiecznie na podpórce dzięki dodatkowemu obciążeniu ogonów.

Ptak, w odróżnieniu od papugi, która jest płaska, pokazuje jeszcze jeden aspekt położenia środka ciężkości. Jego "właściwe" ułożenie dotyczy obu (a raczej trzech) kierunków. Patrząc z góry, szeroko rozłożone skrzydła ptaka tworzą z jego ogonem jakby trójkąt: środek ciężkości tego trójkąta jest w punkcie podparcia. Patrząc z boku, nisko opuszczone konce skrzydeł zapewniają, że środek ciężkości jest poniżej punktu podparcia.


Kiedy wprawiamy zabawki w ruch drgający, ruszają się one leniwie, podobnie jak to ma miejsce w Piesku kiwaczku.

Księżyc Rower na linie
Zabawka
Widok Zabawka z moneta