關鍵概念
物理
幾何
重力
質心
引言
花一點時間，你可能很容易找到圓形和正方形等簡單形狀的中心。 但是，如何找到諸如狗或貓的圖畫等不規則形狀的“中間”位置呢？ 這個專案將向你展示如何僅使用繩子和回形針來完成它！
背景
你如何定義物體的確切中心？ 一種方法是找到物體的質心。 質心是當你嘗試將其放在指尖上時，物體將在此點保持平衡的點。 或者，如果你懸掛一個物體，例如釘子上的相框，質心將直接懸掛在釘子下方。
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對於對稱物體，找到質心相對容易。 例如，對於矩形相框，你知道質心位於矩形中間，你可以用尺子找到它。 當你懸掛相框時，你會確保它在釘子上居中 - 否則它會向一側傾斜並偏離中心。 這同樣適用於其他對稱物體，例如球形籃球； 你知道質心位於球體的中間。
那麼諸如狗或貓或人等不規則形狀的物體呢？ 現在找到質心就不那麼容易了！ 此活動將向你展示如何使用與上面提到的懸掛相框相關的技巧，找到你從紙上剪下的任何二維形狀的質心。 如果你將一個形狀從一個點懸掛起來，你知道質心將始終直接位於該點下方。 因此，如果你從兩個不同的點（一次一個）懸掛一個形狀，並從每個點畫一條直線，那麼質心就是這些線相交的地方。 這種技術可用於任何不規則的二維形狀。 不相信嗎？ 嘗試此活動找出答案！
材料
紙（較重的紙，例如建築紙、卡片紙或麥片盒側面的薄紙板效果最佳。）
剪刀（如有必要，請讓成人幫助剪裁，尤其是在較厚的材料上。）
繩子
鉛筆
尺子
兩個回形針或一個圖釘和另一個你可以綁在繩子上的小而相對較重的物體（例如金屬墊圈）
準備
剪下一段大約一英尺長的繩子，並在每端繫上一個回形針。（或者，你可以在一端使用任何其他小物體，例如金屬墊圈，這將作為配重，而在另一端使用任何其他小的尖頭物體，例如針或圖釘，這將用於刺穿紙張。）
步驟
從一個簡單的形狀開始：剪下一張矩形的紙或紙板。 你能猜到矩形的質心在哪裡嗎？ 如果可以，請使用尺子測量你認為它的位置，並用鉛筆標記此位置。
在紙張邊緣周圍打幾個小孔。 使它們儘可能靠近邊緣，而不會撕破紙張。（這對該技術的準確性很重要）。 孔的精確位置並不重要，但是如果將它們均勻地分佈在邊緣周圍（而不僅僅是將兩個孔彼此相鄰），則此技術效果最佳。
現在，將一端的回形針（或圖釘）穿過其中一個孔，使其充當懸掛鉤。 確保紙張可以輕鬆地從鉤子上擺動，並且不會卡住（如有必要，來回旋轉幾次以鬆開孔）。
抓住你的“鉤子”，將紙張靠在牆上。 讓紙張自由擺動，並確保繩子可以垂直向下懸掛並且不會卡住。
使用鉛筆和尺子在紙張上沿著繩子畫一條直線。這條線是否穿過你之前預測的質心？
現在，將你的紙張從另一個孔懸掛起來，然後重複該過程。這條線與第一條線的交點在哪裡？
使用不同的孔重複該過程幾次。所有線都相交在同一點嗎？
現在剪出一個不規則的形狀。你可以剪出一個“斑點”或畫一些類似狗或貓的東西，然後剪出輪廓。 確保你剪出的形狀保持堅硬和平坦。（也就是說，不要剪出可能很軟的非常薄的部分。）你能使用尺子來預測不規則形狀的質心將在哪裡嗎？ 這要困難得多！
在不規則形狀的邊緣周圍打孔並重復該活動。 一次一個，將形狀和繩子從其中一個孔懸掛起來，並沿著繩子畫一條線。這些線的交點在哪裡？ 這與你預測的相符嗎？
附加：如果你使用足夠堅硬的材料來剪出你的形狀（例如紙板），你是否可以嘗試將其在質心處放在你的指尖上保持平衡？ 如果你嘗試在另一個點保持平衡會發生什麼？
觀察和結果
你應該發現矩形的質心正好在中間，沿寬度的一半和高度的一半。 你可以使用尺子輕鬆地找到這個點。 然後，當你將矩形從其邊緣上的孔懸掛起來時，無論你使用哪個孔，繩子都應始終穿過該點。 儘管預測不規則形狀的質心要困難得多，但相同的原理仍然成立。 無論你將不規則形狀從哪個點懸掛起來，繩子都將始終穿過質心。 因此，如果你從兩個或多個點（一次一個）懸掛它，則可以找到這些線的交點——這就是質心。
請注意，由於活動中的微小變數（例如鉤子上的摩擦力會阻止紙張完美旋轉或孔不夠靠近紙張邊緣），如果你繪製多條線，它們可能不會都相交在完全相同的位置，但它們仍然應該彼此非常接近。
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