Что можно называть материальной точкой
Материальная точка
Для описания движения тела нужно знать, как движутся различные его точки. Однако в случае поступательного движения все точки тела движутся одинаково. Поэтому для описания поступательного движения тела достаточно описать движение одной его точки.
Также во многих задачах механики нет необходимости указывать положения отдельных частей тела. Если размеры тела малы по сравнению с расстояниями до других тел, то данное тело можно описывать как точку.
Слово «материальная» подчеркивает здесь отличие этой точки от геометрической. Геометрическая точка не обладает никакими физическими свойствами. Материальная точка может обладать массой, электрическим зарядом и другими физическими характеристиками.
Одно и то же тело в одних условиях можно считать материальной точкой, а в других – нет. Так, например, рассматривая движение корабля из одного морского порта в другой, корабль можно считать материальной точкой. Однако, при исследовании движения шарика, который катится по палубе корабля, корабль считать материальной точкой нельзя. Движение зайца, убегающего по лесу от волка, можно описывать, приняв зайца за материальную точку. Но нельзя считать зайца материальной точкой, описывая его попытки спрятаться в нору. При изучении движения планет вокруг Солнца их можно описывать материальными точками, а при суточном вращении планет вокруг своей оси такая модель неприменима.
Важно понимать, что в природе материальных точек не существует. Материальная точка – это абстракция, модель для описания движения.
Примеры решения задач по теме «Материальная точка»
Задание | Можно ли принять за материальную точку: а) автомобиль, въезжающий в гараж; б) автомобиль на трассе Москва-Ярославль? |
Ответ | а) автомобиль, въезжающий в гараж нельзя принять за материальную точку, так как в данных условиях существенны размеры автомобиля; |
б) автомобиль на трассе Москва-Ярославль можно принять за материальную точку, так как размеры автомобиля намного меньше расстояния между городами.
Задание | Указать, в каких из приведенных ниже случаях изучаемое тело можно принять за материальную точку: а) рассчитывают давление трактора на грунт; б) вычисляют высоту, на которую поднялась ракета; в) рассчитывают работу при поднятии в горизонтальном положении плиты перекрытия известной массы на заданную высоту; г) определяют объем стального шарика при помощи измерительного цилиндра (мензурки). |
Ответ | а) при расчете давления трактора на грунт трактор нельзя принять за материальную точку, так как в данном случае важно знать площадь поверхности гусениц; |
б) при расчете высоты подъема ракеты, ракету можно считать материальной точкой, так как ракета движется поступательно и расстояние, пройденное ракетой. намного больше ее размеров;
в) в данном случае плиту перекрытия можно считать материальной точкой. так как она совершает поступательное движение и для решения задачи достаточно знать перемещение ее центра масс;
г) при определении объема шарика. шарик считать материальной точкой нельзя, потому что в данной задаче существенны размеры шарика.
Задание | Можно ли принять Землю за материальную точку при расчете: а) расстояния от Земли до Солнца; б) пути, пройденного Землей по орбите вокруг Солнца; в) длины экватора Земли; г) скорости движения точки экватора при суточном вращении Земли вокруг оси; д) скорости движения Земли по орбите вокруг Солнца? |
Ответ | а) в данных условиях Землю можно принять за материальную точку, так как ее размеры намного меньше расстояния от нее до Солнца; |
б) в данных условиях Землю можно считать материальной точкой, так как путь, который она проходит по орбите намного превышает ее размеры;
в) при измерении длины экватора Землю считать материальной точкой нельзя, потому что в данном случае имеют значения размеры Земли;
г) в данном случае Землю нельзя считать материальной точкой, так при измерении скорости движения точки экватора при суточном вращении планеты, важны размеры планеты и ее форма;
д) в данном случае Землю можно принять за материальную точку, так как размеры орбиты намного превосходят размеры Земли.
Кинематика. Материальная точка.
Понятие «материальная точка» вводится для описания с помощью математических формул механического движения тел, поскольку описывать движение точки проще, чем реального тела, частицы которого, к тому же могут двигаться с разными скоростями.
Реальные движения тел довольно сложны, и изучая их возникает необходимость отвлечься от несущественных для данного движения деталей. С этой целью используют некоторые понятия, применимость которых определяется изучаемым движением.
Заменив тело материальной точкой, ей приписывают массу этого тела, пренебрегая его размерами, а вместе с этим и различием характеристик движения его точек.
Любое тело можно представить в виде материальной точки, если расстояния, проходимые телом, очень велики по сравнению с его размерами.
Тело, размерами которого в данных условиях движения можно пренебречь, называют материальной точкой. Слова «в данных условиях» означают, что при одних движениях тело можно считать материальной точкой, а при других – нет. Например, планеты при изучении их движения вокруг Солнца считаются материальными точками. Однако, решая задачи, связанные с суточным вращением планет, считать планеты материальными точками уже нельзя.
При поступательном движении тела, даже если его размеры сопоставимы с расстоянием, которое оно проходит, тело можно рассматривать в качестве материальной точки, поскольку все его точки движутся одинаково.
Материальная точка
Материа́льная то́чка (частица) — простейшая физическая модель в механике — идеальное тело, размеры которого равны нулю, можно также считать размеры тела бесконечно малыми по сравнению с другими размерами или расстояниями в пределах допущений исследуемой задачи. Положение материальной точки в пространстве определяется как положение геометрической точки.
Практически под материальной точкой понимают обладающее массой тело, размерами и формой которого можно пренебречь при решении данной задачи. [1]
При прямолинейном движении тела достаточно одной координатной оси для определения его положения.
Содержание
Особенности
Следствия
Ограничения
Ограниченность применения понятия о материальной точке видна из такого примера: в разреженном газе при высокой температуре размер каждой молекулы очень мал по сравнению с типичным расстоянием между молекулами. Казалось бы, им можно пренебречь и считать молекулу материальной точкой. Однако это не всегда так: колебания и вращения молекулы — важный резервуар «внутренней энергии» молекулы, «ёмкость» которого определяется размерами молекулы, её структурой и химическими свойствами. В хорошем приближении как материальную точку можно иногда рассматривать одноатомную молекулу (инертные газы, пары металлов, и др.), но даже у таких молекул при достаточно высокой температуре наблюдается возбуждение электронных оболочек за счёт соударений молекул, с последующим высвечиванием.
Примечания
Полезное
Смотреть что такое «Материальная точка» в других словарях:
МАТЕРИАЛЬНАЯ ТОЧКА — точка, имеющая массу. В механике понятием материальная точка пользуются в случаях, когда размеры и форма тела при изучении его движения не играют роли, а важна только масса. Практически любое тело можно рассматривать как материальную точку, если… … Большой Энциклопедический словарь
МАТЕРИАЛЬНАЯ ТОЧКА — понятие, вводимое в механике для обозначения объекта, к рый рассматривается как точка, имеющая массу. Положение М. т. в пр ве определяется как положение геом. точки, что существенно упрощает решение задач механики. Практически тело можно считать… … Физическая энциклопедия
материальная точка — Точка, обладающая массой. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 102. Теоретическая механика. Академия наук СССР. Комитет научно технической терминологии. 1984 г.] Тематики теоретическая механика EN particle DE materialle Punkt FR point matériel … Справочник технического переводчика
МАТЕРИАЛЬНАЯ ТОЧКА — МАТЕРИАЛЬНАЯ ТОЧКА, понятие, вводимое в механике для обозначения тела, размерами и формой которого можно пренебречь. Положение материальной точки в пространстве определяется как положение геометрической точки. Тело можно считать материальной… … Современная энциклопедия
МАТЕРИАЛЬНАЯ ТОЧКА — В механике: бесконечно малое тело. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910 … Словарь иностранных слов русского языка
Материальная точка — МАТЕРИАЛЬНАЯ ТОЧКА, понятие, вводимое в механике для обозначения тела, размерами и формой которого можно пренебречь. Положение материальной точки в пространстве определяется как положение геометрической точки. Тело можно считать материальной… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
материальная точка — понятие, вводимое в механике для объекта бесконечно малых размеров, имеющего массу. Положение материальной точки в пространстве определяется как положение геометрической точки, что упрощает решение задач механики. Практически любое тело можно… … Энциклопедический словарь
Материальная точка — геометрическая точка, обладающая массой; материальная точка абстрактный образ материального тела, обладающего массой и не имеющего размеров … Начала современного естествознания
материальная точка — materialusis taškas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. mass point; material point vok. Massenpunkt, m; materieller Punkt, m rus. материальная точка, f; точечная масса, f pranc. point masse, m; point matériel, m … Fizikos terminų žodynas
материальная точка — Точка, имеющая массу … Политехнический терминологический толковый словарь
Что называется материальной точкой?
Что называется материальной точкой?
Материальная точка – тело, размерами которого можно пренебречь по сравнению с расстоянием до другого тела, рассматриваемое в данной задаче.
Что называется механическим движением?
Механическое движение – это изменение взаимного расположения тел или их частей в пространстве с течением времени
Что называется системой отсчета?
Система отсчета – совокупность системы координат и часов, связанных с телом отсчета.
Что такое траектория движения? Путь?
Линия, которая описывает материальная точка, при своем движении называется траектория. Путь – это длина траектории.
Что называется радиус-вектором?
Радиус-вектор – это вектор соединяющий начало координат О с точкой М.
Что называется скоростью движения материальной точки? Как направлен вектор скорости?
Скорость – это векторная величина, которая определяет как быстроту движения, так и его направления в данный момент времени. Направлен вектор по касательной в данной точке траектории.
Что называется ускорением материальной точки? Как направлен вектор ускорения?
Ускорение – это векторная величина, характеризующая быстроту изменения скорости по модулю и направлению. Направлен вдоль направления скорости или перпендикулярно.
Что называется угловой скоростью? Как направлен вектор угловой скорости?
Угловая скорость , направленный вдоль оси вращения, т.е. по правилу правого винта
Что называется угловым ускорением? Как направлен вектор углового ускорения?
вектор направлен вдоль оси вращения в ту сторону, что и
при ускоренном вращении и в противоположную сторону при замедлении
Что характеризует нормальное ускорение?
Нормальное ускорение – характеризует быстроту изменения скорости по направлению, направленное по нормали к траектории.
Что характеризует тангенциальное ускорение?
Тангенциальное ускорение характеризует быстроту изменения скорости по модулю, направлена по касательной к траектории
Что называется силой тяжести и весом тела? В чем состоит отличие силы тяжести от веса тела?
Что называют модулем Юнга?
Модуль Юнга – численно равен напряжению при относительном удлинении равном 1. Зависит от материала тела.
Что такое силы инерции?
Силы инерции — силы, обусловленные ускоренным движением неинерциальной системы отсчета (НСО) относительно инерциальной системы отсчета (ИСО).
Что называется моментом силы относительно неподвижной точки? Как направлен вектор момента силы?
Момент силы относительно точки называется векторная величина равная: M=[rF].
Что называется плечом силы?
Плече силы – это кратчайшее расстояние действия силы и точки О.
Что называется моментом силы относительно неподвижной оси?
Момент силы относительно оси – это скалярная величина равная произведению модуля силы F на расстояние d от прямой, на которой лежит вектор F до оси вращения.
Что называется парой сил? Чему равен момент пары сил?
Пара сил – это рычаг. Сумма моментов силы равно нулю
Что называется моментом инерции тела? От чего он зависит?
Момент инерции тела – является мерой инерции тела во вращательном движение, зависит от массы тела, распределении ее в объеме тела и выборе оси вращения.
Чему равна работа при вращательном движении?
-угол поворота
Чему равна механическая работа?
Что называется механической энергией?
Энергия – универсальная мера всех форм движения материи и взаимодействия
Чему равна кинетическая энергия тела?
Что называется моментом импульса частицы относительно неподвижной точки? Как направлен вектор момента импульса?
Моментом импульса материальной точки относительно неподвижной точки О называется физическая величина, определяемая векторным произведением: L=[r,p]=[r,mv]. Направлено по оси в строну, определяемую правилом правого винта
Что называется давлением?
Давление – это скалярная величина, равная силе действующая на единицу площади и направлена перпендикулярно. P=F/S
Что называют резонансом?
Называется явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний при приближение частоты вынуждающей силы к частоте, равно или близкой к собственной частоте колебательной системы.
Что называется сублимацией?
Процесс покидания молекул с поверхности твердого тела называется сублимацией.
Что называется потенциалом?
Потенциал – это величина, равная потенциальной энергии единичного положительного заряда. Φ=W/q0.
Что называют силой тока?
Сила тока – это заряд, походящий через единичную площадь поперечного сечения за единицу времени.
Что называют напряжением?
Напряжение – это разность потенциалов. U=φ1-φ2, U=A/q
Что такое индуктивность?
Индуктивность тока – это коэффициент пропорциональности между магнитным потоком и величиной тока создающий этот магнитный поток. Ф=LI
Что называют резонансом?
Резонансом называются явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний при приближении частоты вынуждающей силы к частоте, равной или близкой собственной частоте колебательной системы.
КПД тепловой машины
Короткое замыкание
Возникает при резком увеличение силы тока и уменьшение сопротивления.
Сила.
Сила – векторная величина, мера действия на данное тело со стороны других тел или полей, которые появляются при ускорении и деформации
Сила трения.
Сила трения – это сила, которая возникает при движении или попытки вызвать движения одного тела по поверхности другого и направлена вдоль соприкосновения поверхности против движенияСтоячая волна в некоторой области пространства описывается уравнением . Запишите условие для точек среды, в которых амплитуда колебаний минимальнаСредняя кинетическая энергия молекул идеального газа.
Сторонние силы
Сторонние силы – силы не электрического происхождения, которые могут действовать на электрический заряд.
Закон всемирного тяготения.
Закон Гука.
Закон Архимеда.
Закон Архимеда: на тело погруженное в жидкость или газ действует выталкивающая сила равная весу жидкости или газа вытесненного тела. Fa=FтяжVтg
Закон Авогадро.
Закон Авогадро: при одинаковом р и T 1 моль любого газа занимает одинаковый объем
Закон Дальтона.
Закон Дальтона: давление смеси газов равно сумме парциальных давлений, производимых каждым газом в отдельности.
Закон Кулона.
Сила взаимодействия F между двумя неподвижными зарядами, находящимися в вакууме, пропорциональна зарядам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними
Закон Видемана-Франца
Закон Ома для тока в газах
Принцип суперпозиции полей.
Правило Ленца.
Индукционный ток всегда направлен так, чтобы препятствовать причине, вызывающая его появление
Второй закон Ньютона.
Сила, действующая на тело, равна произведению массы m тела на сообщаемое этой силой ускорение: F=ma
Волновое уравнение.
Второе начало термодинамики
Невозможен процесс самопроизвольной передачи тепла от холодного тела к горячемуВектор электрического смещения.
При переходе из одной среды в другую напряженность электрического поля меняется скачкообразно, для характеристики непрерывного электростатического поля вводится вектор электрического смещения (D)
Теорема Штейнера.
Уравнение Бернулли.
Масса.
Масса – мера инертности тела, а также источник и объект тяготения
Модель идеального газа.
Основные положения МКТ
Все тела состоят из атомов и молекул; молекулы непрерывно движутся и взаимодействию между собой
Основное уравнение МКТ
ЭДС – работа сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль электрической цепи ε=Cст/q
Распределение Максвелла.
Закон Максвелла о распределении молекул идеального газа по скоростям: в газе, находящемся в состоянии равновесия при данной температуре, устанавливается некоторое стационарное, не меняющее со временем распределение молекул по скоростям.
Гидростатическое давление.
Гидростатическое давление равно:
Барометрическая формула
Явление Холла.
Явление Холла – это возникновение электрического поля в проводнике или полупроводнике с током при перемещение его в магнитном поле
Цикл Карно и его КПД.
Цикл Карно состоит из двух изотерм и двух адиабат.
Циркуляция вектора напряженности электростатического поля.
Циркуляция вектора напряженности электростатического поля числено равна работе, которую совершает электростатические силы при перемещение единичного положительного электрического заряда по замкнутому пути.
Что называется материальной точкой?
Материальная точка – тело, размерами которого можно пренебречь по сравнению с расстоянием до другого тела, рассматриваемое в данной задаче.
Материальная точка
Чтобы задать положение тела, надо в общем случае задать положение нескольких его точек. Например, для самолета это могут быть точки А, В, С, обозначенные на рис. 1.2.
Рис. 1.2. Чтобы задать положение самолета в пространстве, надо задать положение трех его точек
Мы ограничимся пока задачами, когда положение тела в пространстве можно задать одной точкой, то есть когда размерами тела можно пренебречь.
Например, можно пренебречь размерами самолета, когда мы вычисляем время его перелета из одного города в другой (рис. 1.3), а размерами Земли — при рассмотрении ее движения вокруг Солнца (рис. 1.4).
Физическую модель тела, размерами которого в данной задаче можно пренебречь, называют материальной точкой.
Когда тело можно считать материальной точкой?
Ответ на этот вопрос зависит не от размеров тела, а от рассматриваемой задачи.
Например, один и тот же самолет можно считать материальной точкой, если надо найти время его перелета из одного города в другой, но нельзя, если надо определить, на какой угол он наклонится при повороте.
Из приведенных выше примеров видно, что тело можно считать материальной точкой, если размеры тела малы по сравнению с расстоянием, пройденным телом. Бывают, однако, случаи, когда размеры тела сравнимы с пройденным им расстоянием, но положение тела в любой момент все-таки можно задать с помощью всего одной его точки. Рассмотрим, например, движение мобильного телефона, схематически показанное на рис. 1.5.
Движение телефона можно полностью описать, следя только за одной его точкой, например точкой А, так как все точки телефона движутся одинаково; сравните, например, движение точек А и В. Обратите внимание: отрезок АВ при этом остается во время движения параллельным самому себе.
Движение тела, при котором отрезок, соединяющий две любые точки тела, остается параллельным самому себе, называют поступательным.
тело можно считать материальной точкой, если его размеры малы по сравнению с расстоянием, пройденным телом, или если тело движется поступательно.
Приведите пример задачи, в которой спортсмена можно рассматривать как материальную точку, и пример задачи, в которой его нельзя рассматривать как материальную точку.
Приведите примеры поступательного и непоступательного движения.