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Centro de Masa: es el punto donde se
puede considerar concentrada toda la masa de un sistema u objeto. Al mismo
tiempo es el punto en donde si se aplica una fuerza se produce una traslación
pura, es decir, el objeto no rota.
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Centro de Gravedad: es el punto donde se
considera aplicado el peso.
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Debido a que un cuerpo es una distribución
continua de masa, en cada una de sus partes actúa la fuerza de gravedad. El
centro de gravedad o centro de es la posición donde se puede considerar
actuando la fuerza de gravedad neta, es el punto ubicado en la posición
promedio donde se concentra el peso total del cuerpo. Para un objeto simétrico
homogéneo, el centro de gravedad se encuentra en el centro geométrico, pero no
para un objeto irregular.
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Por ejemplo, si consideramos dos puntos
materiales A y B, cuyas masas respectivas valgan m1 y m2; además los suponemos
rígidamente unidos por una varilla de masa despreciable, a fin de poder
considerarlos como formando parte de un cuerpo sólido. La gravedad ejerce sobre
dichos puntos sendas fuerzas paralelas m1g y m2g que admiten una resultante
cuyo punto de aplicación recibe el nombre de centro de gravedad o centroide.
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En otras palabras, el centro de gravedad de un
cuerpo es el punto de aplicación de la resultante de todas las fuerzas que la
gravedad ejerce sobre los diferentes puntos materiales que constituyen el
cuerpo. Un objeto está en equilibrio estable mientras su centro de gravedad
quede arriba y dentro de su base original de apoyo.
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Cuando éste es el caso, siempre habrá un
torque de restauración. No obstante, cuando el centro de gravedad cae fuera del
centro de apoyo, el torque de restauración pasa sobre el cuerpo, debido a un
torque gravitacional que lo hace rotar fuera de su posición de equilibrio.
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Los cuerpos rígidos con bases amplias y
centros de gravedad bajos son, por consiguiente, más estables y menos propensos
a voltearse. Esta relación es evidente en el diseño de los automóviles de
carrera de alta velocidad, que tienen neumáticos anchos y centros de gravedad
cercanos al suelo. También la posición del centro de gravedad del cuerpo humano
tiene efectos sobre ciertas capacidades físicas. Por ejemplo, las mujeres
suelen doblarse y tocar los dedos de sus pies o el suelo con las palmas de sus
manos, con más facilidad que los varones, quienes con frecuencia se caen al
tratar de hacerlo; en general, Los varones tienen centros de gravedad más altos
(hombros más anchos) que las mujeres (pelvis grande), de modo que es más fácil
que el centro de gravedad de un varón quede fuera de su base de apoyo cuando se
flexiona hacia el frente.
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Movimiento del Centro de Gravedad El
movimiento que ejecuta cualquiera de los puntos de un sistema material puede
ser muy complicado, pues resulta de componer el debido a la fuerza exterior
aplicada al mismo con el que producen las fuerzas interiores que dimanan de los
puntos restantes del sistema. Sin embargo, puede demostrarse que siempre, cual
quiera que sean las fuerzas interiores, el centro de gravedad del sistema se
mueve como si en él estuviera concentrada toda la masa y sobre él actuasen
todas las fuerzas exteriores.
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Los cuerpos rígidos con bases amplias y
centros de gravedad bajos son, por consiguiente más estables y menos propensos
a voltearse. Esta relación es evidente en el diseño de los automóviles de
carrera de alta velocidad, que tienen neumáticos y centros de gravedad cercanos
al suelo.
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