В физике или математике при решении разных типов задач используется тот или иной подход. Одним из таких подходов является концепция материальной точки. Рассмотрим в статье вопрос о том, можно ли считать автомобиль значимой точкой.
Понятие о точке материальной
Прежде чем ответить на вопрос, можно ли считать автомобиль значимой точкой, познакомимся с самим понятием.
Как следует из названия, материальная точка — это безразмерный объект, обладающий инерционными свойствами, то есть конечной массой. В жизни такого объекта, конечно, не существует, поскольку все тела имеют конечные геометрические размеры и занимают в пространстве определенный объем. Однако эта идеализированная концепция оказывается практичной для решения множества задач движения.
Исаак Ньютон начал работать с материальными точками, когда сформулировал законы поступательного движения в классической механике.
Размерами тела (но не его массой) можно пренебречь, когда необходимо найти ускорение тела при приложении внешней силы или когда необходимо вычислить пройденное им расстояние. Иными словами, многие вопросы кинематики и динамики линейного движения решаются с использованием понятия материальной точки.
Когда автомобиль можно рассматривать как материальную точку
Можно ли рассматривать автомобиль как существенную точку, если нужно решить задачу определения скорости, или ускорения, сообщаемого крутящим моментом двигателя? Да, во всех этих случаях важна только масса автомобиля, а не габариты.
Главный критерий, когда можно говорить о материальной точке, а когда нельзя – это пройденные расстояния. Так что если машина проезжает десятки километров, геометрия, конечно, мало кого интересует.
В каких задачах автомобиль материальной точкой не является
Можно ли считать автомобиль материальной точкой в физике, если рассматривать его столкновение. Нет, ты не можешь. Причем в данном случае важны не только габариты автомобиля, но и механические свойства материала, из которого он изготовлен. Последняя определяет энергию поглощения при ударе.
Если рассматривать автомобиль как систему действующих на него внешних сил, то речь не может идти и о материальной точке. Такая ситуация возникает, например, при учете не только тяги, но и сил трения качения колес транспортного средства или сил скольжения при входе транспортного средства в поворот на высокой скорости.
Таким образом, можно сделать следующий вывод: при рассмотрении кинематики поступательного движения, а также динамики при действии внешней силы, когда пройденное расстояние значительно превышает размеры автомобиля, возникает точка с можно рассматривать конечную массу; если задача предполагает наличие нескольких сил, действующих на разные части автомобиля, необходимо учитывать его габариты.
