Նյութական կետ

Նյութական կետ (մասնիկ), մեխանիկայում կիրառվող պարզագույն ֆիզիկական մոդել՝ իդեալական մարմին։ Նյութական կետ է համարվում զանգված ունեցող այն մարմինը, որի չափերը անվերջ փոքր են այլ մարմինների կամ հեռավորությունների համեմատ (տվյալ խնդրի շրջանակներում) և կարելի է անտեսել։ Նյութական կետի դիրքը տարածության մեջ որոշվում է որպես երկրաչափական կետի դիրք։

Առանձնահատկություններ

Դասական մեխանիկայում համարվում է, որ նյութական կետի զանգվածը հաստատուն է ժամանակի ընթացքում և կախված չէ մարմնի շարժման առանձնահատկություններից կամ այլ մարմինների հետ փոխազդեցությունից։ Մարմինը որպես նյութական կետ դիտարկելը կախված է ոչ միայն տվյալ մարմնի չափերից, այլև շարժման պայմաններից։ Մասնավորապես, համակարգի զանգվածների կենտրոնի շարժման թեորեմի համաձայն, համընթաց շարժման դեպքում ցանկացած պինդ մարմին կարելի է համարել նյութական կետ, որի դիրքը համընկնում է մարմնի զանգվածների կենտրոնի հետ։ Նյութական կետի զանգվածը, դիրքը, արագությունը և որոշ այլ ֆիզիկական հատկություններ ժամանակի ցանկացած պահի ամբողջապես որոշում են նրա վարքը։ Նյութական կետի մոդելի կիրառելիությունը կոնկրետ մարմնի վրա կախված է ոչ այնքան բուն մարմնի չափսերից, որքան նրա շարժման պայմաններից և լուծվող խնդրի բնույթից։ Օրինակ, Արեգակի շուրջ Երկրի շարժումը նկարագրելիս այն կարող է դիտարկվել որպես նյութական կետ, սակայն Երկրի ամենօրյա պտույտը վերլուծելիս նման մոդելի օգտագործումն անընդունելի է։

Հետևանքներ

Նյութական կետը մեխանիկական էներգիա կարող է կուտակել միայն շարժման կինետիկ էներգիայի կամ դաշտի հետ փոխազդեցության պոտենցիալ էներգիայի ձևով։ Դա նշանակում է, որ նյութական կետը ընդունակ չէ դեֆորմացիաների (նյութական կետ կարող է լինել միայն բացարձակ պինդ մարմինը) և սեփական առանցքի շուրջ պտույտի ու տարածության մեջ այդ առանցքի ուղղության փոփոխության։ Դրա հետ կապված, մեխանիկայի շատ բաժիններում լայնորեն կիրառվում է նյութական կետի մոդելով նկարագրվող մարմնի շարժումը։

Սահմանափակումները

Նյութական կետի հասկացության կիրառման սահմանափակումներն ակնհայտ են հետևյալ օրինակից. Նոսր գազում բարձր ջերմաստիճանների դեպքում յուրաքանչյուր մոլեկուլի գծային չափերը շատ փոքր են մոլեկուլների միջև բնութագրական հեռավորության համեմատ։ Թվում է, թե կարելի է անտեսել մոլեկուլի չափերը և այն համարել նյութական կետ։ Սակայն դա ոչ միշտ է այդպես. մոլեկուլների տատանումները և պտույտները մոլեկուլի ներքին էներգիայի կարևոր «պահեստ» են, որի «տարողությունը» որոշվում է մոլեկուլի չափերով, կառուցվածքով ու քիմիական հատկություններով։ Լավ մոտավորությամբ նյութական կետ կարելի է երբեմն համարել միատոմ մոլեկուլը (իներտ գազեր), մետաղների գոլորշիները և այլն, սակայն նույնիսկ նման մոլեկուլների մոտ բավականաչափ բարձր ջերմաստիճաններում դիտվում են էլեկտրոնային թաղանթների գրգռումներ։