Centro de gravedad

Centro de gravedad —concepto físico— es el punto de un cuerpo material rígido donde, a todos los efectos de un cálculo cuantitativo, puede suponerse aplicada la fuerza de gravedad, el peso del cuerpo. Aunque las fuerzas de gravedad son fuerzas distribuidas que están individualmente aplicadas en cada uno de los átomos y moléculas de un cuerpo rígido, desde el punto de vista de sus efectos sobre su movimiento pueden considerarse sumadas en el centro de gravedad. Es posible calcular de modo totalmente general la posición del centro de gravedad mediante integrales apropiadas, pero hay que recordar siempre que la aplicación práctica del concepto está inextricablemente ligada a la existencia de fuerzas gravitatorias. El concepto se ejemplifica en este artículo con su determinación experimental para un cuerpo plano de forma arbitraria, recortado de un trozo de cartón. Para todos los cuerpos que están sobre la superficie terrestre, aún una locomotora o un gran edificio, el centro de gravedad coincide con el centro de masa, no así para objetos astronómicos como los planetas. El centro de gravedad no siempre es un punto del cuerpo, como ilustra el caso de un anillo.

Conceptos afines

Centro de masa.

Centro de simetría.

Determinación experimental del centro de gravedad

El centro de masa de la pieza de cartón
está en la intersección de las líneas.

1. Se recorta una pieza de cartón de forma irregular, como la de la figura, de modo que no tenga un centro de simetría, lo que sería demasiado evidente.
2. Se determinan al menos 3 puntos de suspensión diferente cercanos al borde pero no demasiado para evitar la ruptura del cartón. Se perforan esos puntos con una aguja de coser gruesa y pasa por cada uno, atándolo, un trozo de hilo de coser de 10 a 15 cm de largo.
3. Con la ayuda de otra persona para facilitar la tarea, y provisto de una regla y un marcador, se suspende sucesivamente el cuerpo del extremo de cada hilo sobre una pared. Se marca entonces sobre el cuerpo, usando como guía la regla, la prolongación del hilo de suspensión, tarea facilitada por el apoyo que ofrece la pared. Debe verificarse que el roce con la pared no modifique la posición de libre suspensión del cuerpo.

Si las marcas fueron bien hechas, todas ellas —cualquiera sea su número— se intersectan en un único punto, el centro de gravedad, tal como se ilustra en la figura.

Para verificar que el centro de gravedad no siempre está en el interior del cuerpo, repita el procedimiento anterior para una corona circular de cartón cuyo interior se recubre con un trozo de papel pegado a la corona.

Fuentes

• Young, Hugh D. & Freedman, Roger A.; Física universitaria Sears Zemansky I; Edit. Pearson - Prentice Hall; 12ª edición; ISBN 9786074422887. El único libro de texto de Física con problemas perfeccionados a lo largo de más de medio siglo.