また、ゴルおやさんから、難問が投げられました。
(>_<)
１．「重心ってなんですか？」
２．「無重力状態で、物体の端（重心じゃないところ）を押したらどうなりますか？」
単純な質問ほど、答えるのが難しい、、。
１．の答えは、、 Wikipedia に頼っちゃう。
--- Wikipedia より ---
重心（じゅうしん、center of gravity）は、力学において、空間的広がりをもって質量が分布するような系において、その質量に対して他の物体から働く万有引力（重力）の合力の作用点である。重力が一様であれば、質量中心（しつりょうちゅうしん、center of mass）と同じであるためしばしば混同されており、本来は異なる。 -- 中略 --
一様重力下で、質量分布も一様である（または図形の頂点に等質量が凝集している）ときの重心は幾何学的な意味での「重心」（幾何学的中心、centroid）と一致する。 -- 以下略 --
---
重心は重力（万有引力）に対してのみ定義されていますね。// ここポイントです。
以前に記事にしましたが、物体の慣性モーメントのバランスする点と重心の位置は常に同じではありません。
重心は一次モーメントの中心ですが、慣性モーメントは二次モーメントだからです。
※ 物理学的（力学的）に正しい言葉を使えているかどうか自信ありませんが。
別の言い方をすると、重心は静的な重力のバランスする位置であって、動的なトルクや慣性モーメントのバランスする位置とは異なり得る、のです。
ゴルおやさんの無重力状態でクラブの端っこを押した場合に意味のあるのは、慣性モーメントのバランスする点（ この位置をなんと言うか誰か知ってたら教えてください ）です。
※ 上記の通り、「無重力」では「重心」は無意味ですし。// 重力がないと定義できないから。
とりあえず、絵を書いたので。
1Kgの球と0.1Kgの球を十分に軽い（無視できる）細い棒でつなぎます。中心間の距離は 1100mm。
重心の位置は、1Kgの球の中心から、0.1Kgの球の方向へ、100mm のところです。
あってますよね？
この重心を一点で支えると左右のモーメントがバランスして水平に静止します。（重力があれば）
大きな球の中を支えることになって、実際にはやりにくいですが、まあ、許してください。
では、無重力状態で重心に棒に対して垂直方向から力を加えたらどうなるか？
こうです。
重心位置に対する左の球の慣性モーメントは、10,000 Kg * mm^2 ( = 100mm * 100mm * 1Kg )
一方右の球の慣性モーメントは、100,000 Kg * mm^2 ( = 1000mm * 1000mm * 0.1Kg )
重心位置に（無重力状態で）力をかけると、右の球の慣性モーメントの方がはるかに大きいので、動きにくく、左の球の方が大きく動きます。
「重心を押しているのに！」です。
しかし、この位置に力をかけると全体が動きます。
ゴルおやさんのクラブの絵で、本当に右の端の「１点にだけ」真っ直ぐに力をかけると、その瞬間には、逆の端の一点が静止して動きません。
（重心ではなく）
なぜならば、回転トルクが逆の端でゼロになるからです。
ただし、逆の端がずっと静止しているわけではなく、クラブ全体の平行移動の速度が与えられたあとは、力を加えられた方向に動きます。
でも、押した瞬間には、力と逆の方向には決して動きません。どこかに支点があるわけじゃないので。
多分、、。笑。
あってるかな～～？
間違ってたら、指摘してくださいな。
あ、上の僕の絵で、慣性モーメントがバランスする点は、、、、、
２次方程式解くのメンドクサイです。だれか計算してくださいな、、。
m(_ _)m
ちなみに、無重力状態では「重心は意味がない」と書きましたが、、、。
クラブを無重力状態で端を持って放り投げたら、「重心を中心として」くるくる回転しながら飛んでいきます。（ 無重力でなくても同じですが。）
なぜならば、放り投げられて飛んでいくときには「どこにも力がかかっていない」からです。「どこにも力がかかっていない」は「均一に重力がかかっている」状態で「重力をゼロにした」ことと同じだから。
笑。
合ってるかな～～？
(^^)
=== 追記 ===
思い切りネットで2次方程式の解き方を調べて、解いてみました。
左の慣性モーメント = 右の慣性モーメントを式にする。
※ x: 左の球の中心からの距離
x^2 * 1 = (1100-x)^2 * 0.1
x^2 = ( 1100^2 - 2 * 1100 * x + x^2 ) * 0.1
x^2 = 121000 - 2 * 110 * x + 0.1 * x^2
0.9 * x^2 + 220 * x -121000 = 0
ここで一瞬途方にくれた、、。
(>_<)
あ、そうか解の公式使うんや！！
う～ん。40年ぶり？笑。
x = (-220 + Root(48400 - 4 * 0.9 * (-121000)))/(2*0.9)
x = (-220 - Root(48400 - 4 * 0.9 * (-121000)))/(2*0.9)
※ プラマイが半角では書けないので、分けて書きます。
x = (-220 + 696)/(2*0.9)
x = (-220 - 696)/(2*0.9)
x = 264
x = -509 // こっちは意味ない。
慣性モーメントのバランスする点は、左の球の中心から、右へ 264mm のところ。
その点に対して左右の慣性モーメントを計算してみると、
左の球の慣性モーメント = 69696 ( = 264 * 264 * 1 )
右の球の慣性モーメント = 69890 ( = 836 * 836 * 0.1 )
あれ？ちょっと違うけど、、、、。
切り捨てた誤差が蓄積したかな？
まあ、大体合ってる。笑。
ここを垂直に押すと、棒は回転せずに最初から平行移動を始めます。
(^^)V
ふぅ、、、。汗。
=== 追記の追記 ===
「x = -509 // こっちは意味ない。」
と書きましたが、意味ありますね。
左の球の中心から、左方向に 509mm の点に対する左右の球の慣性モーメントは、
左： 259,081 ( = 509 * 509 * 1 )
右： 258,888 ( = 1609 * 1609 * 0.1 )
この点に対する左右の球の慣性モーメントもほぼ同じです。
ふむ、、。物理（力学）って面白いな。 // 昔（高校時代）は物理が大好き（大得意）でした。
(^^)
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