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Cuerpo Rígido: Un cuerpo rígido se define como aquel que no sufre deformaciones por efecto de fuerzas externas, es decir un sistema de partículas cuyas posiciones relativas no cambian. Un cuerpo rígido es una idealización, que se emplea para efectos de estudios de cinemática, ya que esta rama de la mecánica, únicamente estudia los objetos y no las fuerzas exteriores que actúan sobre de ellos.Centro de Masa: Es la posición geométrica de un cuerpo rígido en la cual se puede considerar concentrada toda su masa; corresponde a la posición promedio de todas las partículas de masa que forman el cuerpo rígido. El centro de masa de cualquier objeto simétrico homogéneo, se ubica sobre un eje de simetría.
En forma más sencilla podemos decir que el centro de masa es el punto en el cual se puedeconsiderar concentrada toda la masa de un objeto o un sistema.
Cuando se estudia el movimiento de un cuerpo rígido se puede considerar la fuerza neta aplicada en el centro de masa y analizar el movimiento de este último como si fuera una partícula. Cuando la fuerza es el peso, entonces se considera aplicado en el centro de gravedad. Para casi todos los cuerpos cerca de la superficie terrestre, elcentro de masa es equivalente al centro de gravedad, ya que la gravedad es casi constante, es decir, si la gravedad es constante en toda la masa, el centro de gravedad coincide con el centro de masa.
Si el objeto está en rotación, el centro de masa se mueve como si fuera una partícula. Algunas veces el centro de masa se describe como si estuviera en el punto de equilibrio de un objeto sólido.Por ejemplo, si usted equilibra un metro sobre su dedo, el centro de masa de la varilla de madera está localizado directamente sobre su dedo y toda la masa parece estar concentrada allí.
La segunda ley de Newton se aplica a un sistema cuando se usa el centro de masa
F = MACM
En donde F es la fuerza externa neta, M es la masa total del sistema o la suma de las masas de las partículas del sistema,y ACM es la aceleración del centro de masa. La ecuación dice que el centro de masa de un sistema de partículas se mueve como si toda la masa del sistema estuviera concentrada allí, y recibiera la acción de la resultante de todas las fuerzas externas.
Asimismo, si la fuerza externa neta que actúa sobre un sistema de partículas es cero, la cantidad de movimiento lineal total del centro de masa seconserva (permanece constante) dado que F = MD VCM / D t como para una partícula. Esto significa que el centro de masa se mueve con una velocidad constante o permanece en reposo. Aunque se pueda visualizar con más facilidad el centro de masa de un objeto sólido, el concepto del centro de masa se aplica a cualquier sistema de partículas u objetos, aunque esté en estado gaseoso.
Centro de Gravedad: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 centroide 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 centrogeométrico, pero no para un objeto irregular.
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 cuyopunto d aplicación recibe el nombre de centro de gravedad o centroide.
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...