У фізиці чи математиці, коли вирішують різного роду завдання, то використовують ті чи інші наближення. Одним з таких наближень є поняття матеріальної точки. Розглянемо в статті питання, автомобіль можна вважати матеріальною точкою.
Поняття про точку матеріальної
Перш ніж відповідати на питання, чи можна вважати матеріальною точкою автомобіль, познайомимося з самим поняттям.
Як випливає з назви, матеріальна точка – це безкінечний об’єкт, який має інерційними властивостями, тобто кінцевою масою. В житті, природно, такого об’єкта не існує, оскільки всі тіла мають кінцеві геометричні розміри і займають певний об’єм у просторі. Однак, це ідеалізоване поняття виявляється зручним при вирішенні ряду задач на рух.
З матеріальними точками почав працювати Ісаак Ньютон, коли формулював свої закони поступального руху в класичній механіці.
Розмірами тіла (але не його масою) можна знехтувати, коли необхідно знайти прискорення тіла, якщо до нього прикладена зовнішня сила, або ж коли слід розрахувати пройдений ним шлях. Іншими словами, багато питань кінематики і динаміки лінійного руху вирішуються з допомогою поняття матеріальної точки.
Коли автомобіль можна розглядати як матеріальну точку
Можна вважати автомобіль матеріальною точкою, якщо потрібно вирішити завдання на визначення його швидкості руху, або прискорення, повідомили крутним моментом його двигуна? Так, у всіх цих випадках важлива тільки маса транспортного засобу, а не його габарити.
Основним критерієм, коли можна говорити про матеріальну точці, а коли не можна, є прохідні відстані. Так, якщо автомобіль проїжджає десятки кілометрів, то, звичайно ж, його геометрія мало кого цікавить.
В яких завданнях автомобіль матеріальною точкою не є
Можна вважати автомобіль матеріальною точкою у фізиці, якщо розглядають його зіткнення. Ні, не можна. Більш того, в цьому випадку важливі не просто розміри авто, але і механічні властивості матеріалу, з якого він виготовлений. Останні визначають енергію поглинання при ударі.
Якщо розглядають автомобіль як систему діючих на нього зовнішніх сил, тоді про матеріальній точці також не може бути й мови. Ця ситуація виникає, наприклад, при розгляді не тільки сили тяги, але і сил тертя кочення коліс транспортного засобу або сил ковзання, коли автомобіль заходить в поворот на великій швидкості.
Таким чином, можна зробити наступний висновок: при розгляді кінематики поступального руху, а також динаміки у разі дії однієї зовнішньої сили, коли пройдений шлях набагато більше розмірів автомобіля, його можна вважати точкою з кінцевою масою; якщо завдання передбачає наявність кількох сил, що діють на різні частини авто, тоді його габарити враховувати необхідно.
