重力場中物體中各微元所受重力的合力的作用點。如果物體的尺寸相對地球很小,則地球附近的重力場可視為相互平行的均勻力場。物體的重心就是各微元重力形成的平行力系的中心,其位置C由下式確定:

(1) 式中Δ p i為各微元的重量, 為物體的重量, ri( xi, yi, zi)為各微元的位置矢徑及坐標。

  由於地球附近是均勻力場,各處重力加速度g均相同,故有

,式中Δ mi為各微元的質量, m=∑Δ mi為物體質量。式(1)變為 (2) C點位置與重力無關,隻與物體的質量分佈有關,稱為物體的 質心。這樣均勻重力場中物體的重心與質心重合。

  如果物體還是均質的,即物體中各微元的密度相同,均為ρ,則有

;式中Δ Vi為各微元的體積, V=∑Δ Vi為物體的體積。式(2)變為 (3) C點的位置與質量無關,隻與物體的形狀有關,稱為物體的 形心。這樣均勻力場中均質物體的重心、質心與物體的形心重合。對形狀規則的均質物體大都可迅速判斷其重心的位置,如重心一定在對稱平面、對稱軸或對稱中心上。

  也可用實測的方法測定物體的重心,一般用懸掛法或稱重法。圖1所示為一棘輪的棘爪,先用繩在A處懸掛,待棘爪平衡後沿繩作一直線a,它就是棘爪各點重力合力的作用線;再將棘爪在點B處懸掛並沿繩作直線b,它也是重力合力的作用線,直線ab的交點就是棘爪的重心。圖2所示為一活塞桿,先稱出其重量大小W,然後將其一端支承於固定支點A,另一端支承於臺秤上;量出AB兩點間的水平距離l並讀出磅秤的讀數F,則活塞桿重心的位置由式:xc=Fl/W確定。

圖1 懸掛法定重心

圖2 稱重法定重心

  重心的位置在工程上有重要意義,如高速旋轉機械的重心如果不在旋轉軸線上,就會引起機械的劇烈振動。飛機、導彈的操縱性和穩定性也與其重心的位置密切相關。