Punto materiale

Il punto materiale è un corpo le cui dimensioni sono trascurabili rispetto allo spazio in cui il corpo è libero di muoversi.

Approssimare un corpo ad un punto materiale permette di ignorare eventuali effetti di disturbo dovuti all'estensione ed alla forma del corpo stesso, quindi considerare un corpo come un punto materiale facilita notevolmente lo studio di molte leggi della Fisica.

In pratica, si può considerare un punto materiale anche un corpo di dimensioni notevoli, purché però esse risultino trascurabili rispetto a tutte quelle delle altre grandezze fisiche che entrano in gioco.

Esempi di punto materiale

1) Una barca a vela durante una traversata transoceanica può essere considerata un punto materiale, infatti le dimensioni della barca sono trascurabili rispetto all'oceano (spazio in cui la barca è libera di muoversi).

Al contrario, se volessimo studiare le manovre che permettono a una barca di attraccare al molo, non potremmo considerare la barca un punto materiale, perché in tal caso ci interesserebbe la sua forma e le rotazioni che essa può compiere.

2) Il pianeta Terra può essere considerato un punto materiale nel suo moto attorno al Sole, infatti il diametro della Terra (di circa 1,27×10⁴ km) è trascurabile rispetto alla lunghezza della sua orbita attorno al Sole (di circa 1,47×10⁹ km).

3) Un auto libera di muoversi su un'autostrada può essere approssimata a un punto materiale; se invece dobbiamo studiare il moto di una ruota che gira attorno al proprio asse, le dimensioni della ruota non sono trascurabili rispetto allo spazio in cui si può muovere, e quindi non può essere considerata come un punto materiale.

Caratteristiche di un punto punto materiale

Un punto materiale è privo di un'estensione volumica ed è caratterizzato da:

- la massa, che corrisponde alla massa totale del corpo che si sta approssimando a punto materiale;

- le coordinate spaziali che, attraverso un sistema di riferimento, permettono di individuare la posizione del punto materiale.

Oltre a tali caratteristiche, a seconda del moto e delle forze che agiscono su di esso, un punto materiale può avere una certa velocità e/o una certa accelerazione.

Punto materiale in equilibrio

Un punto materiale si dice in equilibrio quando la risultante di tutte le forze agenti du di esso è pari a zero.

Indicando con il punto materiale e con le forze agenti su esso, diremo che:

Punto materiale e corpo rigido

Il corpo rigido è un corpo esteso, ossia un corpo con una propria estensione volumica, nel quale la distanza tra due punti qualsiasi rimane costante.

Detto in altre parole, un corpo rigido è un corpo che non può deformarsi ma che, a differenza del punto materiale, ha una propria estensione volumica e quindi una propria dimensione.

Pertanto, quando le dimensioni di un corpo non sono più trascurabili rispetto alla spazio in cui si muove, oppure quando nello studio del moto bisogna tener conto delle rotazioni del corpo stesso, invece di considerare il corpo un punto materiale è necessario considerarlo come un corpo rigido.

È tutto! Per un ripasso sulle leggi della cinematica e della dinamica che descrivono il moto di un corpo rigido vi rimandiamo alle pagine dei rispettivi link. ;)