質点

質点とは

物体の並進運動を考える場合、物体の大きさや材質、回転や変形を考慮する必要はない。
大きさを考慮しない代わりに、「その物体の全質量が、その物体を代表する一点に集中している」と見なして論を進める。

「物体を代表し、全質量がそこに集中したと見なせる点」を質点という。
例えば物体に力が作用した場合、力は質点に作用したと見なされる。
質点は質量のみを持ち、大きさを持たない。

並進運動を考えるときは、物体全体を考慮する必要はない。
その物体を代表する一点のみを検討対象にすれば十分である。
なお、代表する点は一点のみだ。複数存在しない。

ただし、好き勝手な点を代表にすることはできない。
ある点が、代表する点として認められるためには、「その点に全質量が集中していると見なしてよい場合」に限る。

質点を「大きさがなく、質量のみを持つ点」と定義した書籍をよく見かける。
誤りではないのだが、何となくモヤモヤ感が残る。誤解も招きやすい。
「大きさがなく、質量のみを持つ点」など存在しないからだ。
しかし、上述のように「代表する点」として考えればモヤモヤは払拭するのではなかろうか？

地球の公転運動は、自転運動や変形運動(例えば造山運動)には影響されない。
公転運動は、地球の全質量が地球を代表する点(地球の中心)に集中していると見なして論じるのだ。
公転運動は並進運動なので、地球を質点と見なしてよいのだ。

2005/06/28