Centre de masse

Le centre de masse d'un objet est un point bien particulier que les physiciens utilisent pour étudier le mouvement d'un objet ou son équilibre.

Tout objet massif dispose d'un centre de masse. Si la forme de l'objet est bizarre, ou s'il est hétérogène (constitué de matériaux de différentes densités), alors ce point peut être compliqué à trouver, mais il existe toujours. 

Il est très intéressant de le localiser, car il sera possible d'étudier le mouvement ou l'équilibre de l'objet en appliquant les lois de la physique à cet unique point plutôt que tout l'objet.

Cette animation permet de tracer des formes à deux dimensions avec la souris ou le doigt. L'objet réalisé est supposé homogène (fait d'une seule matière). Le centre de masse est calculé automatiquement. Notons que si la forme est symétrique, le centre de masse est sur l'axe de symétrie. Si la forme est un cercle, le centre de masse est le centre du cercle. Si la forme n'est pas symétrique, le centre de masse est décalé du côté où il y a le plus de matière (plus de masse). Il est possible pour des formes creuses, ou concaves (comme un boomerang) que le centre de masse se retrouve en dehors de l'objet.

Ce point particulier prend tout son intérêt si on étudie l'équilibre de l'objet :

• Si l'objet pend immobile au bout d'un fil, alors le centre de masse se trouve aligné avec le fil ;
• Le seul moyen de faire tenir l'objet en équilibre au-dessus de son doigt, c'est de placer son doigt très précisément juste en dessous du centre de masse.
• Si l'objet repose immobile sur une table, le centre de masse doit se trouver au-dessus du segment qui rejoint les points de contact (aussi appelé « polygone de sustentation »). Si le centre de masse se retrouve en dehors de ce segment, l'objet n'est plus en équilibre et il bascule.

Les gymnastes, danseurs et danseuses excellent dans cette maîtrise de l'équilibre. Il en va de même avec les sculptures inuites des artistes de l'île de Baffin (Nord du Canada).

Remerciements :

• Galerie Art Inuit Brousseau, Québec ;
• Artistes de Kinngait (Nunavut) : Pudlalik Shaa, Adamie Quamagiak, Padlaya Qiatsuq.