что такое материальная точка в физике кратко
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
Материальная точка. Система отсчета
Урок 1. Физика 9 класс (ФГОС)
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Материальная точка. Система отсчета»
Неотъемлемой частью нашей жизни является движение. Движутся люди, автомобили, самолёты, космические корабли и планеты. Движутся молекулы, атомы, ионы и электроны. В окружающем нас мире все непрерывно изменяется. Как говорил древнегреческий философ Гераклит: «Все течёт, все изменяется. И невозможно дважды войти в одну и ту же реку».
Наиболее простой формой всех изменений является механическое движение. Механическое движение — это изменение положения одних тел относительно других в пространстве с течением времени.
А наука о закономерностях механического движения и причинах, вызвавших это движение, называется механикой.
Механику обычно разделяют на два раздела: кинематику, которая отвечает на вопрос, как движутся тела; и динамику, которая выясняет причины и проясняет, почему тела движутся именно так, а не иначе.
Изучение механики начинается с кинематики, так как понятия кинематики лежат в основе всей физики.
Кинематика — это раздел механики, который изучает движение тел без учёта причин, вызвавших это движение.
Основная задача кинематики заключается в нахождении положения тела в любой момент времени, если известны его положение, скорость и ускорение в начальный момент времени.
В седьмом классе вы изучали самый простой вид движения —прямолинейное. В действительности движение тел может быть очень сложным: понаблюдайте за самолётом, который выполняет фигуры высшего пилотажа…
Каким образом кинематика может описать такие сложные движения?
Дело в том, что кинематика позволяет представить любое сложное движение, как состоящее из трёх основных.
Все вы знаете, что любое тело в каждый момент времени обладает некоторой геометрической формой, определённым образом ориентировано в пространстве и занимает в нем некоторое место. Проведём простой опыт с обыкновенным ластиком. Его можно изогнуть, то есть изменить его форму. Его можно повернуть, то есть по-другому сориентировать относительно стола. И, наконец, ластик можно перенести в другое место без изменения формы и ориентации в пространстве.
Значит, и форма, и ориентация в пространстве, и местоположение тела с течением времени могут изменяться. И каждому из этих изменений соответствует один из трёх основных видов механического движения — деформация…, вращательное движение… и поступательное движение…
С деформацией тела вы знакомы. Напомним, что это процесс изменения формы и (или) объёма тела. В результате этого процесса изменяется расстояние между точками тела.
Вращательное движение тела — это движение, при котором происходит изменение ориентации тела в пространстве (проще говоря, поворот тела).
Ну а перемещение тела без деформирования и поворота называется поступательным движением. При таком движении любая прямая, мысленно проведённая через любые две точки тела, остаётся параллельной самой себе.
Во многих задачах деформированием тела можно пренебречь. В таких случаях пользуются моделью абсолютно твёрдого тела — это тело, у которого расстояние между любыми его точками не меняется.
Если же в задаче, помимо деформации, можно пренебречь и вращением тела, то остаётся рассмотреть лишь его поступательное движение. А для таких задач достаточно изучить движение только одной точки тела, то есть использовать модель материальной точки.
Материальной точкой называется тело, размерами которого в данных условиях можно пренебречь.
Слова «в данных условиях» означают, что одно и то же тело при одних его движениях можно считать материальной точкой, при других — нет. Например, при изучении движения планет нашей Солнечной системы вокруг Солнца, их можно считать материальными точками, так как их размеры очень малы, по сравнению с расстояниями, которые они проходят.
Однако при рассмотрении задач, связанных с суточным вращением планеты, считать её материальной точкой нельзя, так как результат будет зависеть от размеров планеты, скорости движения её различных точек и так далее. Например, в Москве солнце встаёт на 7 часов раньше, чем в Нью-Йорке.
Поэтому, чтобы тело можно было принять за материальную точку, должно выполняться одно из трёх условий:
· тело движется поступательно;
· размеры тела много меньше расстояния, которое оно проходит;
· размеры тела много меньше расстояния до тела отсчёта.
Напомним, что тело отсчёта — это тело (или группа тел), принимаемое в данном случае за неподвижное, относительно которого рассматривается движение других тел.
Вам известно, что одно и то же тело может двигаться относительно одних тел и одновременно оставаться неподвижным для других. Так пилот самолёта неподвижен относительно самолёта, но движется вместе с ним относительно земли. Таким образом, когда говорят о движении какого-либо тела, необходимо указывать тело, относительно которого это движение рассматривается.
Положение тела в пространстве определяется с помощью координат. Например, рассмотрим движения локомотива по железной дороге. Его положение в любой момент времени можно задать одной координатой, например, Х. Для этого с телом отсчёта (например, это может быть дерево) связывается система координат, состоящая из одной координатной оси.
При изучении движения тела по плоскости, например, мела по школьной доске, одной координаты уже недостаточно. Поэтому, для описания такого движения следует использовать две взаимно перпендикулярные координатные оси и в каждый момент времени знать две координаты движущегося тела.
Когда же рассматривается движение тела в пространстве, например, движение вертолёта, то система координат, связанная с телом отсчёта, будет состоять из трёх взаимно перпендикулярных координатных осей: OX, OY, OZ.
А так, как при движении тела его координаты с течением времени изменяются, то необходимо иметь прибор для измерения времени.
Тело отсчёта, снабжённое устройствами для определения положения других тел и для измерения времени, называется системой отсчёта.
Мы будем использовать систему отсчёта, которая состоит из тела отсчёта, жёстко связанной с ним системы координат и часов.
Конечно, во многих случаях мы не можем непосредственно измерить координаты движущегося тела в любой момент времени. Например, мы не можем расположить линейку и расставить людей с часами вдоль многокилометрового пути движущегося мотоцикла, плывущего по морю корабля, летящего самолёта или космической ракеты, движение которых мы наблюдаем. Тем не менее знание законов физики позволяет нам определить координаты тел, движущихся в различных системах отсчёта.
А теперь давайте решим с вами одну небольшую задачку. Можно ли принять Землю за материальную точку при расчёте: расстояния от Земли до Солнца; пути, пройденного Землёй по орбите вокруг Солнца за месяц; длины экватора и скорости движения Земли по орбите вокруг Солнца?
Решение этой задачи не сложное. Здесь главное вспомнить, в каких случаях тело можно принимать за материальную точку, а в каких нет. И так, тело можно принять за материальную точку, если тело движется поступательно; если размеры тела много меньше расстояния, которое оно проходит; и, если размеры тела много меньше расстояния до тела отсчёта.
Рассмотрим случай а) более подробно. Для это проверим выполнение выше названных условий. Согласно первому условию, тело должно двигаться поступательно. Для нашего случая он не выполняется, так как о движении Земли в условии задачи ничего не говорится.
Второе условие материальной точки также не выполняется, так как мы не знаем расстояние, пройденное Землёй.
По третьему условию размеры тела должны быть намного меньше расстояния до тела отсчёта. В нашем случае, тело отсчёта — это Солнце. Среднее расстояние от Земли до Солнца составляет 149,6 миллионов километров, а средний радиус нашей планеты всего 6371 километр, что, конечно же, намного меньше среднего расстояния до Солнца.
Значит, в примере а) Землю можно принять за материальную точку, так как выполняется третье условие.
Далее рассуждая аналогично получим, что в примере б) Землю можно принять за материальную точку, так как её размеры много меньше расстояния, которое она проходит по орбите за месяц.
В примере в) Землю нельзя считать материальной точкой, так как при расчёте длины экватора Земли нельзя пренебречь её размерами.
И наконец в примере г) Землю можно считать материальной точкой, так как размеры Земли во много раз меньше среднего расстояния до Солнца.
Механическое движение. понятие материальной точки
Урок 8. Физика 7 класс ФГОС
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Механическое движение. понятие материальной точки»
Другой смолчал и стал пред ним ходить.
Сильнее он не мог бы возразить.
Хвалили все ответ замысловатый»
Приступаем к разделу, посвященному ознакомлению с взаимодействием тел. В рамках данной темы будет рассмотрено механическое движение.
Конечно, не нужно быть мудрецом, чтобы найти примеры движения. Можно привести большое количество примеров движения. Например, бегущие по небу облака: можно видеть, как они двигаются. Летящий самолёт: можно видеть, как какое-то время он летит, а потом он скрывается из виду, то есть, перемещается. Примером механического движения может послужить автомобиль, идущий путник. Необходимо разобраться, как определить, двигается тело, или нет? Конечно, можно заметить, что, например, мотоциклист проезжает мимо дерева, значит, он двигается. То есть, положение мотоциклиста изменяется, относительно дерева. То же самое можно сказать и о холмике, на котором подпрыгнул мотоциклист – он, несомненно, двигался относительно него. Но вот двигался ли мотоциклист относительно своего мотоцикла? Здесь правильно дать отрицательный ответ. На протяжении всего движения, мотоциклист оставался сидеть на своём мотоцикле, то есть, его положение, относительно мотоцикла не изменялось.
Из этого примера, надо сделать вывод: говоря о движении, всегда нужно уточнять, относительно чего вы рассматриваете движение. Итак, механическое движение – это изменение положения тела относительно других тел с течением времени. Только указав, относительно чего рассматривается движение, можно получить однозначный ответ на вопрос о том, двигается тело, или нет. Рассмотрим еще один пример: допустим, мимо пешехода проезжает машина. Конечно, можно сказать, что она двигается. Но вот, водитель, находящийся в этой машине, двигается вместе с ней. Значит, относительно него, машина покоится. Можно привести еще один пример: человек заметил НЛО, улетающий от самолета на восток.
Скорость НЛО больше скорости самолета. С точки зрения человека на земле, и НЛО, и самолет удаляются от него на восток. А вот пилоту в кабине самолета представляется совсем иная картина: от него удаляется НЛО в одну сторону, а человек на земле – в другую сторону. А с точки зрения пилота НЛО вообще будет казаться, что и самолет, и человек удаляются от него, причем не на восток, а на запад. Таких примеров можно найти тысячи.
Возникает вопрос: как можно утверждать, что человек движется, если он будет стоять неподвижно? Однако и здесь, можно сказать, что человек движется. Для этого необходимо понимать, что человек находится на планете Земля, а Земля вращается вокруг Солнца (причем двигаясь с огромной скоростью – почти 30 километров в секунду). Поэтому человек относительно Солнца постоянно двигается.
Впервые об относительности движения заговорил Галилео Галилей.
При дальнейшем изучении физики познакомимся с его принципом, который называется «принцип относительности Галилея». Галилей предложил такой мысленный эксперимент: если в абсолютный штиль вас поместить на корабль, сможете ли вы, определить, двигается корабль или нет? В данном опыте, если не выглядывать за пределы корабля, человек никогда не будет уверен, двигается корабль или покоится.
Итак, механическое движение всегда относительно. Когда тело двигается в пространстве, оно двигается по некоторой линии. Эта линия называется траекторией. Например, когда самолет пролетает в небе, он оставляет за собой след – эту линию мы можем называть траекторией. Траектория может быть прямой или кривой, она вообще может быть сколь угодно сложной. Например, рассмотренный ранее прыжок мотоциклиста на трамплине – это пример кривой траектории. Выполняя пике, самолет тоже будет двигаться по кривой траектории. А если рассмотреть тормозной путь автомобиля, то он, как правило, будет представлять собой прямую траекторию.
Если же рассмотреть беспорядочное движение молекулы, то это будет ломаная линия, состоящая из множества отрезков.
Длину траектории можно измерить. Эта величина называется путём. Итак, путь – это физическая величина, равная длине траектории, по которой двигалось тело в течение данного промежутка времени. Известно что, у каждой физической величины (да и не только физической) есть обозначение. В физике, путь обозначается латинской буквой s. В международной системе СИ, путь измеряется в метрах (м).
Обратите внимание на запись, обозначающую, что путь в системе СИ измеряется в метрах: буква s (которой обозначается путь) берется в квадратные скобки, ставится знак «равно» и далее обозначение соответствующей единицы измерения тоже в квадратных скобках (то есть, буква м, которая означает «метр» в нашем случае). В отдельных случаях, могут применяться кратные или дольные приставки, поэтому, часто используются такие единицы длины как километр, дециметр, сантиметр, миллиметр и так далее.
Рассмотрим конкретный пример: мальчик съехал с горки на санках.
Его траектория будет представлять собой ломаную линию, состоящую из двух отрезков, которые обозначены как AB и BC. Пусть AB равно 7 м, а BC – 5 м. Длина траектории будет равна сумме этих отрезков, то есть 12 м. Таким образом, путь составил 12 м. Но, иногда удобнее использовать и другие единицы измерения. Скажем, автомобиль преодолел 30 километров и вернулся обратно. Конечно, в данной ситуации нет надобности переводить километры в метры. Таким образом, его путь составил 60 километров. Однако для решения задач часто необходимо переводить все величины в единицы системы СИ.
Для удобства при рассмотрении механического движения часто используется такое понятие как материальная точка. Материальная точка – это тело, размерами которого можно пренебречь в условиях данной задачи. Рассмотрим на примере, что это значит. Если рассмотреть движение мяча по лавочке, то размерами мяча никак нельзя пренебречь, поскольку лавочка не так уж велика по сравнению с мячом.
Если, например, рассмотрим движение лодки по реке, то размерами лодки, конечно, можно пренебречь. То есть, учитывая то, что длина реки составляет несколько километров, а может и несколько десятков километров, лодку, размеры которой измеряются в метрах (ну или в десятках метров), можно считать за точку. Или, машину, движущуюся по автомагистрали, тоже можно считать за материальную точку, поскольку размеры машины в десятки тысяч раз меньше пройденного пути.
Упражнение 1. Автомобиль проехал 12 км на восток, потом 3 км на север, а потом 6 км на запад. Нарисуйте траекторию движения автомобиля и найдите, сколько метров проехал автомобиль.
Упражнение 2. Считая, что траектория движения Земли вокруг Солнца является окружностью, найдите, путь, который Земля проходит за год. Расстояние от Земли до Солнца равно 150 млн км.
– Механическое движение – это изменение положения тела, относительно других тел с течением времени.
– Траектория – это линия, по которой двигается тело. Траектория может быть прямой или кривой.
– Путь – это физическая величина, равная длине траектории, по которой двигалось тело, в течение данного промежутка времени.
– В системе СИ путь измеряется в метрах.
– Материальная точка – это тело, размерами которого можно пренебречь в условиях данной задачи.