Номер 2, страница 22 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Механика. 2. Кинематика материальной точки. Параграф 7. Траектория. Закон движения - номер 2, страница 22.

Условие.

2. В каком случае тело можно считать материальной точкой?

Решение.

Материальная точка — это физическая модель, тело, размерами и формой которого в данных условиях задачи можно пренебречь. Это означает, что тело рассматривается как точка в пространстве, которая обладает массой, но не имеет размеров.

Ключевым условием, при котором тело можно считать материальной точкой, является то, что его характерные размеры (длина, ширина, высота) значительно меньше характерных расстояний в рассматриваемой задаче.

Можно выделить два основных случая:

1. Поступательное движение: если тело движется так, что все его точки описывают одинаковые траектории (т.е. тело не вращается или его вращение несущественно для задачи), то для описания его движения достаточно проследить за одной точкой, например, центром масс.

2. Большие расстояния: если расстояние, которое проходит тело, или расстояние от этого тела до других объектов, во много раз превышает его собственные размеры.

Примеры ситуаций, когда тело можно считать материальной точкой:

- Изучение движения планет вокруг Солнца. Размеры планет (тысячи километров) пренебрежимо малы по сравнению с размерами их орбит (сотни миллионов километров).

- Расчет времени полета самолета между двумя городами. Размеры самолета в десятки метров не имеют значения по сравнению с расстоянием перелета в тысячи километров.

Примеры ситуаций, когда тело нельзя считать материальной точкой:

- Определение периода вращения Земли вокруг своей оси. Здесь размеры и форма планеты являются определяющими для расчета смены дня и ночи.

- Маневрирование корабля при швартовке в порту. Габариты судна критически важны для успешного выполнения маневра.

- Работа деталей часового механизма. Размеры и форма каждой шестеренки имеют принципиальное значение для функционирования всего механизма.

Таким образом, применимость модели «материальная точка» всегда относительна и определяется исключительно условиями конкретной задачи.

Ответ: Тело можно считать материальной точкой, если в условиях решаемой задачи его размеры и форма несущественны и ими можно пренебречь. Чаще всего это справедливо, когда размеры тела многократно меньше, чем расстояния, которые оно проходит, или расстояния до других тел, с которыми оно взаимодействует.