2-1 质心 质心运动定理  

1. 质心

质心(即质量中心)实际上是与质点系质量分布有关的一个代表点,它的位置在平均意义上代表着质量分布的中心。
    对于分立质点组成的质点系(如图所示),如果用表示系统中第个质点的质量和位矢,用表示质心的位矢,则有:
            
    质心位置的三个直角坐标为:
            
              
图 2-1
        
式中为质点系的总质量。

对于质量连续分布的物体,质心的位矢为:
             
    质心位置的三个直角坐标为:
                      

其中的质量元又可表示为:
    质量线分布时,
    质量面分布时,
    质量体分布时,

注意重心和质心是两个不同的概念

2. 质心运动定理

当系统中每个质点都在运动时,系统质心的位置也要发生变化。现在,我们从牛顿第二定律和第三定律直接推导出质心的运动定理。
    由质心位矢公式:       
    可得到质心速度:      
    和质心加速度:  
    由牛顿第二定律,个质点组成的系统中各个质点的运动方程为:
               
    将上列的个方程相加后,即得
            

上式表明,不管物体的质量如何分布,也不管外力作用在物体的什么位置,质心的运动等同于一个质点的运动,这个质点具有物体的总质量,它受到的外力为物体所受的所有外力的矢量和,称为质心运动定理