painopistealue

Painopistealue on termi, jota käytetään kuvaamaan kappaleen tai järjestelmän massan keskuksen ympärillä olevaa aluetta. Käytännössä kyse on siitä, millainen osa tukipinnasta ja massan jakautumisesta vaikuttaa vakauteen, kun ulkoiset voimat ja liike otetaan huomioon. Painopisteen sijainti voidaan yleensä määritellä tarkemmin siten, että kokonaismassan paino kohdistuu tietyllä tavalla.

Painopisteen laskenta perustuu massojen ja niiden sijoittumisen analysointiin. Kun on kyse useammasta massasta, painopiste sijaitsee pisteessä, jonka koordinaatit saadaan painotetusta keskiarvosta: CG = sum(m_i r_i) / sum m_i. Painopistealueella viitataan tältä alueelta tulevaan vaikutukseen vakauteen. Pystysuuntainen painovoiman linja (line of action) projisoituna tukipinnalle määrää, onko järjestelmä vakaalla pohjalla; projektion osuminen tukialueen sisäpuolelle ylläpitää tasapainon, kun taas projektion ulkopuolelle siirtyminen lisää kaatumisriskin.

Sovelluksia painopistealueella sovelletaan laajasti: ihmisen asennon ja liikkeen analysoinnissa, urheilu- ja rekvisiittasuunnittelussa (kengät, pyörät, mailat, monot), ajoneuvojen ja koneiden vakauden sekä ergonomisen tuotteen suunnittelussa. Lisäksi vaihtelevat kuormat ja dynaamiset tilat voivat muuttaa CG:n ja siten sen ympärillä olevan alueen paikkaa, mikä on tärkeää turvallisuuden ja käytettävyyden kannalta. Painopistealue ei siis ole pelkästään teoreettinen käsite, vaan suunnittelun ja turvallisuuden kannalta käytännön huomio.