Massepunkt
Massepunkt oder Punktmasse ist in der Physik die höchstmögliche Idealisierung eines realen Körpers: Man stellt sich vor, seine Masse wäre in seinem Schwerpunkt konzentriert, um die Beschreibung seiner Bewegung zu vereinfachen.
Der Körper wird als mathematischer Punkt angesehen, der eine von Null verschiedene Masse besitzt, vielleicht auch eine elektrische Ladung. Eigenschaften jedoch, die mit seiner Nicht-Punktförmigkeit (seiner Ausdehnung) zu tun haben, wie Abmessungen, Volumen, Form und Verformbarkeit, werden vernachlässigt. Insbesondere besitzt ein Massepunkt keine Rotationsfreiheitsgrade.
Die Näherung eines ausgedehnten, womöglich rotierenden Körpers als ein Massepunkt kann angemessen sein. Beispielsweise ist die Bahn eines zwischen Hand und Tisch fallenden Würfels in guter Näherung die eines Massepunktes.
Die Bewegung eines Massepunkts wird in der newtonschen Mechanik durch das newtonsche Bewegungsgesetz beschrieben:
- $ {\vec {F}}=m\;{\vec {a}} $
mit
- $ {\vec {F}} $ = Kraftvektor
- $ m $ = Masse
- $ {\vec {a}} $ = Beschleunigungsvektor.
In der klassischen Mechanik legen die Variablen Ort und Impuls den Zustand eines Massepunkts fest: Zu jeder Zeit $ t $ befindet er sich an einem bestimmten Ort und besitzt einen bestimmten Impuls $ {\vec {p}}=m{\vec {v}} $ (Masse mal Geschwindigkeit). Bei gegebener auf ihn wirkender Kraft wird die Änderung des Bewegungszustands durch das oben genannte newtonsche Bewegungsgesetz bestimmt.