В каких случаях человека автомобиль можно считать материальной точкой объясните почему
Можно ли считать автомобиль материальной точкой: подробный ответ
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.
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.
Можно ли считать автомобиль материальной точкой при определении пути
Содержание статьи
Условия, при которых автомобиль становится материальной точкой
Если представить, какое расстояние пройдет автомобиль за несколько часов с момента начала движения, то становится понятно – собственные размеры автомобиля по сравнению с пройденным отрезком пути позволяют считать его материальной точкой по отношению к данному расстоянию.
В то же время, если автомобиль совершает маневр обгона, то он уже не может считаться материальной точкой. Здесь расстояние на котором происходит обгон, можно соизмерить с размерами машины. Достаточно проехать две или три длины обгоняемого автомобиля, чтобы обогнать его. Такие величины можно сравнить, и значимыми являются и расстояние обгона, и размера машины.
Таким образом, автомобиль может считаться материальной точкой при определении пути, если соблюдены определенные условия.
Основные определения материальной точки
Говоря языком физики, тело, размеры которого для данной задачи не имеют значения, можно называть материальной точкой. Данное тело может иметь некоторую массу, но практически нулевой или очень малый размер.
Материальную точку нельзя назвать естественной величиной, это абстрактный объект, которым можно оперировать при расчетах в качестве сравнительной величины (очень большое и очень маленькое). В природе любое тело имеет определенные размеры, которыми пренебречь нельзя.
Данное понятие создано для упрощения расчетов, например, при вращении вокруг своего осевого значения. Также можно не принимать во внимание число оборотов колеса, при вычислении скорости самого тела. Абстрактное понятие является собирательным для всех частей тела признанного материальной точкой, и рассматривать их по отдельности просто нецелесообразно.
Пример, когда тело считается материальным
Автомобиль преодолевает расстояние из одного города в другой. Для того чтобы вычислить среднюю скорость движения машины, его рассматривают в качестве материальной точки.
Однако, если есть цель, детально разобрать движение частей машины, например каждого колеса в отдельности, автомобиль уже не будет являться материальной точкой.
Когда совершается обгон, все расстояния и величины соразмерны, соответственно материальной точки нет. Все зависит от конкретного приложения величин для решения определенной задачи. На появление материальной точки влияет относительное сопоставление задействованых в процессе величин.
Можно ли считать автомобиль материальной точкой при определении пути. Ответы на частые вопросы
Когда автомобиль считается материальной точкой в решении задач физики и математики
Лучшие ответы на вопрос:
Тело можно считать материальной точкой в том случае, когда его размеры намного меньше расстояния, которое это тело проходит. Когда формой, размерами тело можно пренебречь, они не играют существенной роли.
Автомобиль проходит за t = 2 часа со скоростью V = 80 км/ч путь S = V *t = 80 км/ч * 2 ч = 160 км. В этом решении нигде не используются размеры самого автомобиля, поэтому они не учитываются и сами автомобили могут быть заменены на мат точку.
При обгоне автомобиль нельзя считать материальной точкой. Поскольку, расстояние на котором происходит обгон соизмерим с размерами автомобиля. Автомобиль для обгона должен проехать немного больше длинны автомобиля, который обгоняет. Но, если в условиях задачи не указываются и не используются в расчетах расстояния: обгона и самого автомобиля, то тогда он может считаться материальной точкой.
На данной картинке, показаны задачи про автомобили, но размер их в данном случае не имеет никакого значения, поэтому их можно заменить на материальную точку.
Ответ 2. Тело можно считать материальной точкой, если его размерами при описании движения можно пренебречь. Для определения пути нужно знать начальные координаты, скорость, ускорение и время движения; размеры автомобиля не имеют значения. Поэтому в этом случае его можно считать материальной точкой.
Ответ 3. Автомобиль в описанной задаче можно считать материальной точкой. Ведь при движении автомобиля и при расчете задачи мы можем пренебречь его размеры, как это обычно делается в задачах по физике. Так что его можно назвать мат.точкой.
Ответ 4. Да, автомобиль можно и нужно считать материальной точкой для определения пути. В противном случае, провести расчеты будет крайне сложно, если не сказать невозможно.
Вопрос: только автомобиль может быть материальной точкой?
Ответ: нет, любое тело или предмет или живые организмы, размеры которых не нужны или не используются в расчетах тоже могут считаться материальными точками.
То есть, во всех задачах где нужно найти скорость и расстояние пройденного пути, все объекты автомобили, тракторы, велосипеды, корабли, другие транспортные средства, самолеты, поезда и даже все животные и рыбы будут считаться материальной точкой.
В этой задаче размеры животных также не важны для решения. Поэтому эти животные также могут считаться материальными точками.
Что такое материальная точка
Материальной точкой в физике считается объект, размерами которого можно пренебречь в задаче. Здесь именно такой случай – размерами автомобиля можно пренебречь.
Материальная точка (частица) — обладающее массой тело, размерами, формой, вращением и внутренней структурой которого можно пренебречь в условиях исследуемой задачи. Является простейшей физической моделью в механике. Положение материальной точки в пространстве определяется как положение геометрической точки и задаётся радиус-вектором
С какой целью используется понятие “материальная точка”
Понятие материальной точки используется для упрощения условий и решений задач. Если пренебречь размерами реального тела, то нет необходимости рассматривать движение тела при его движении вокруг своей оси (мяч в полёте) или движение каких- то частей тела (колеса автомобиля), если нас интересует с какой скоростью движется тело.
ВОПРОСЫ
1. Обладает ли материальная точка массой? Имеет ли она размеры?
Под материальной точкой в физике понимается тело, размерами которого в условиях данной задачи можно пренебречь. Материальная точка обладает определенной массой, но имеет нулевые (очень малые) размеры.
2. Материальная точка- это реальный объект или абстрактное понятие?
Материальная точка— абстрактное понятие, т.к. в природе все тела обладают определёнными размерами.
3. С какой целью используется понятие «материальная точка»?
Понятие материальной точки используется для упрощения условий и решений задач. Если пренебречь размерами реального тела, то нет необходимости рассматривать движение тела при его движении вокруг своей оси (мяч в полёте) или движение каких- то частей тела (колеса автомобиля), если нас интересует с какой скоростью движется тело.
4. В каких случаях движущееся тело обычно рассматривают как материальную точку?
В данном случае движущееся тело можно рассматривать как материальную точку, если его размеры намного меньше расстояния на которое оно перемещается.
5. Приведите пример, показывающий, что одно и то же тело в одной ситуации можно считать материальной точкой, а в другой- нет.
Если рассматривать, например, движение автомобиля, при его перемещении из города А в город Б, то в данном случае, при определении средней скорости движения автомобиля его можно рассматривать как материальную точку, однако если нас интересует движение автомобиля более подробно, то окажется, что при движении автомобиля, например передние и задние колёса из-за неровностей дороги двигаются по разному (не синхронно).
6. При каком движении тела его можно рассматривать как материальную точку даже в том случае, если проходимые им расстояния сравнимы с его размерами?
Если тело движется поступательно.
7. Что называется материальной точкой?
Материальная точка— это абстрактное понятие обозначающее тело, размеры которого не играют роли в условиях рассматриваемой задачи.
8. В каком случае положение движущегося тела можно задать с помощью одной координатной оси?
Если тело движется прямолинейно.
9. Что такое система отсчёта?
Система отсчёта- это тело отсчёта, связанная с ним система координат и прибор для измерения времени, по отношению к которым рассматривается движение материальных точек или тел.
УПРАЖНЕНИЯ
1. Можно ли считать автомобиль материальной точкой при определении пути, который он прошёл за 2 часа, двигаясь со средней скоростью, равной 80 км/ч? при обгоне им другого автомобиля?
2. Самолёт совершает перелёт из Москвы во Владивосток. Может ли рассматривать самолёт как материальную точку диспетчер, наблюдающий за его движением? пассажир этого самолёта?
3. Когда говорят о скорости машины, поезда и других транспортных средств, тело отсчёта обычно не указывают. Что подразумевают в этом случае под телом отсчёта?
Под телом отсчёта, в данном случае, обычно подразумевают поверхность Земли.
4. Мальчик стоял на земле и наблюдал, как его младшая сестра каталась на карусели. После катания девочка сказала брату, что и он сам, и дома, и деревья быстро проносились мимо неё. Мальчик же стал утверждать, что он вместе с домами и деревьями, был неподвижен, а двигалась сестра. Относительно каких тел отсчёта рассматривали движение девочка и мальчик? Объясните кто прав в споре.
Оба правы. Мальчик выбрал систему отсчёта относительно себя (он был неподвижен), а девочка относительно себя (она была на качелях).
5. Относительно какого тела отсчёта рассматривают движение, когда говорят:
а) скорость ветра равна 5 м/с?
б) бревно плывет по течению реки, поэтому его скорость равна нулю;
в) скорость плывущего по реке дерева равна скорости течения воды в реке;
г) любая точка колеса движущегося велосипеда описывает окружность;
д) Солнце утром восходит на востоке, в течение дня движется по небу, а вечером заходит на западе?
а) относительно поверхности Земли; б) относительно текущей воды; в) относительно поверхности Земли; г) относительно центра (оси) колеса; д) относительно поверхности Земли.