В физике или математике, когда решают различного рода задачи, то используют те или иные приближения. Одним из таких приближений является понятие о материальной точке. Рассмотрим в статье вопрос, можно ли автомобиль считать материальной точкой.
Понятие о точке материальной
Прежде чем отвечать на вопрос, можно ли считать материальной точкой автомобиль, познакомимся с самим понятием.
Как следует из названия, материальная точка - это безмерный объект, который обладает инерционными свойствами, то есть конечной массой. В жизни, естественно, такого объекта не существует, поскольку все тела имеют конечные геометрические размеры и занимают некоторый объем в пространстве. Однако, это идеализированное понятие оказывается удобным при решении ряда задач на движение.
Вам будет интересно:Андре-Мари Ампер: биография, вклад в науку
С материальными точками начал работать Исаак Ньютон, когда формулировал свои законы поступательного движения в классической механике.
Размерами тела (но не его массой) можно пренебречь, когда необходимо найти ускорение тела, если к нему приложена внешняя сила, или же когда следует рассчитать пройденный им путь. Иными словами, многие вопросы кинематики и динамики линейного движения решаются с помощью понятия материальной точки.
Когда автомобиль можно рассматривать как материальную точку
Можно ли считать автомобиль материальной точкой, если нужно решить задачу на определение его скорости движения, или ускорения, сообщаемое крутящим моментом его двигателя? Да, во всех этих случаях важна только масса транспортного средства, а не его габариты.
Основным критерием, когда можно говорить о материальной точке, а когда нельзя, являются проходимые расстояния. Так, если автомобиль проезжает десятки километров, то, конечно же, его геометрия мало кого интересует.
В каких задачах автомобиль материальной точкой не является
Можно ли считать автомобиль материальной точкой в физике, если рассматривают его столкновение. Нет, нельзя. Более того, в этом случае важны не просто размеры авто, но и механические свойства материала, из которого он изготовлен. Последние определяют энергию поглощения при ударе.
Если рассматривают автомобиль как систему действующих на него внешних сил, тогда о материальной точке также не может быть и речи. Эта ситуация возникает, например, при рассмотрении не только силы тяги, но и сил трения качения колес транспортного средства или сил скольжения, когда автомобиль заходит в поворот на большой скорости.
Таким образом, можно сделать следующий вывод: при рассмотрении кинематики поступательного движения, а также динамики в случае действия одной внешней силы, когда пройденный путь намного больше размеров автомобиля, его можно считать точкой с конечной массой; если задача предполагает наличие нескольких сил, действующих на разные части авто, тогда его габариты учитывать необходимо.
