Schwerpunkt

Massepunkt, Massemittelpunkt, Schwerezentrum

Massepunkt oder Punktmasse ist in der Physik die höchstmögliche Idealisierung eines realen Körpers; man stellt sich die Masse des Körpers in einem Punkt, seinem Schwerpunkt, vereinigt vor.

Dieses physikalische Modell dient zur vereinfachten Beschreibung der Bewegung des Körpers. Es beschreibt ihn ausschließlich hinsichtlich seines Ortes und seiner Masse. Äußere Eigenschaften wie Volumen und Form werden vernachlässigt. Der Körper wird als mathematischer Punkt angesehen, der nur eine von Null verschiedene Masse, aber keine Ausdehnung besitzt. Insbesondere besitzt ein Massepunkt keine Rotationsfreiheitsgrade. Ein realer ausgedehnter Körper kann näherungsweise als Massepunkt betrachtet werden, wenn seine räumliche Ausdehnung und eventuelle Rotationsbewegungen nicht von Belang sind. Beispielsweise kann ein gleitender Schlitten sehr gut als Massepunkt angenähert werden, eine rollende Kugel jedoch nicht, da $\tfrac 2 7$ ihrer kinetischen Energie Rotationsenergie ist.

Die Bewegung eines Massepunkts wird in der newtonschen Mechanik direkt durch das newtonsche Bewegungsgesetz bestimmt:

$\vec F = m \; \vec a$

mit

$\vec F$ = Kraftvektor
= Masse
$\vec a$ = Beschleunigungsvektor.

In der klassischen Mechanik legen die Variablen Ort und Impuls den Zustand eines Massepunkts fest: Zu jeder Zeit 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.

Siehe auch

Geometrischer Schwerpunkt

Basierend auf einem Artikel in Wikipedia.de