Centro di gravità

Centro di gravità Punto di applicazione della risultante delle forze gravitazionali che agiscono su un corpo materiale. Per un corpo rigido, infatti, la forza di gravità, che determina il peso del corpo, deve essere pensata come la risultante di tutte le singole forze elementari agenti sulle singole particelle che compongono il corpo. Il centro di gravità è dunque il punto in cui si può pensare concentrato tutto il peso del corpo.

La nozione meccanica di centro di gravità è equivalente al concetto matematico di baricentro, che significa appunto “centro dei pesi”, ovvero punto a cui si deve pensare applicata la risultante dei pesi parziali del corpo. Ne discende che un corpo tenuto sospeso per il suo baricentro si trova in equilibrio indifferente. Sospendendo invece il corpo per un punto che non coincide con il baricentro, esso si disporrà in una diversa posizione di equilibrio: è per questa via, tra l’altro, che si può determinare la posizione del baricentro di un corpo di forma irregolare. Si effettuano due successive sospensioni del corpo per due punti diversi, ogni volta tracciando la verticale dal punto di sospensione: il baricentro è costituito dal punto di incrocio delle due rette. Nel caso di corpi omogenei, il baricentro coincide con il centro geometrico (ad esempio, il centro di una sfera omogenea) e si situa sull’asse di simmetria del corpo, se il corpo è di forma simmetrica; per corpi non omogenei e irregolari, può trovarsi anche all’esterno del corpo stesso.

È importante sottolineare che centro di gravità e centro di massa, due termini spesso usati indistintamente, coincidono solo nelle condizioni in cui si possa considerare costante l’accelerazione di gravità g. Questo è il caso per tutti i corpi di dimensioni comuni, ma non è sempre valido, poiché g varia di intensità, ed essendo diretta sempre radialmente verso il centro della Terra, può variare anche di direzione all’interno del corpo stesso. Come esempio, possiamo immaginare una trave di massa M, lunga alcuni chilometri, posta in posizione inclinata. Il centro di gravità è il punto in cui si deve pensare applicata la risultante delle forze gravitazionali che agiscono sul corpo, ed è anche il punto in cui va applicata una forza uguale e opposta a quest’ultima per mantenere il corpo in equilibrio. Se g è costante in tutti i punti del corpo, la forza che deve bilanciare la gravità avrebbe intensità Mg e dovrebbe essere applicata nel centro di massa, coincidente con il centro di gravità. Poiché g non è costante, il centro di gravità non coincide con il centro di massa: in questo caso, il centro di gravità individua il punto di equilibrio del corpo, ma per analizzare il moto del corpo bisogna identificare sempre il suo centro di massa.