Chất điểm

Điểm chất hay điểm khối là một khái niệm trong vật lý lý thuyết chỉ những vật có khối lượng đáng kể nhưng kích thước có thể bỏ qua khi nghiên cứu các tính chất vật lý của chúng. Điểm chất là một đối tượng trong vật lý, khác với 'điểm' trong toán học vì ngoài tính chất hình học như một điểm, nó còn liên quan đến các tính chất vật lý như khối lượng. Khối điểm có khối lượng riêng lớn vô hạn.

Chuyển động của vật chất rắn

Chuyển động tổng quát của vật rắn luôn là sự kết hợp của hai loại chuyển động:

• Chuyển động dịch chuyển, tương đương với chuyển động của điểm chất có khối lượng bằng khối lượng của vật rắn, nằm tại trọng tâm của vật rắn.
• Chuyển động quay của vật rắn xoay quanh trọng tâm.

Việc coi vật rắn như một điểm chất nhằm đơn giản hóa miêu tả về chuyển động, chỉ tập trung vào chuyển động dịch chuyển của nó và bỏ qua chuyển động quay quanh trọng tâm (hoặc xem chuyển động quay như một đặc tính, ví dụ như spin, của điểm chất).

Ví dụ minh họa

Khối điểm trong vật lý thường là một lý thuyết lý tưởng hóa một vật hay hệ vật, trong đó kích thước của hệ vật có thể bị bỏ qua so với khoảng cách hay con đường mà nó di chuyển. Tùy thuộc vào hoàn cảnh, điểm chất có thể là mô hình xấp xỉ cho các vật thể trong các vấn đề lý thuyết như:

• Một viên đá được ném theo một hướng nào đó so với mặt đất – kích thước của nó nhỏ so với khoảng cách mà nó đi được, và so với sai số trong đo đạc.
• Một con tàu trên biển – kích thước của nó nhỏ so với kích thước của biển.
• Trái Đất quay quanh Mặt Trời – với bán kính khoảng 6370 km, kích thước này cũng nhỏ so với bán kính của quỹ đạo (150 triệu km).

Hình cầu đồng nhất

Trong các bài toán khi vật rắn có dạng hình cầu đồng nhất, tương tác với các vật khác thông qua lực là tổng của các lực từ các thành phần rất nhỏ - đủ nhỏ để coi là điểm chất - trên vật rắn này. Lực tương tác phụ thuộc vào nghịch đảo bình phương khoảng cách (ví dụ như lực hấp dẫn, lực điện tĩnh,...), cho thấy vật rắn hành xử như một khối điểm tại trọng tâm của nó.

Điện tích đơn vị

Nếu chất điểm mang điện tích, nó được gọi là điện tích đơn vị. Trong các thí nghiệm tưởng tượng trên lý thuyết, nó được gọi là điện tích thử. Trong nhiều thí nghiệm tưởng tượng, không cần quan tâm đến khối lượng của điện tích đơn vị mà chỉ quan tâm đến điện tích của nó. Điện tích đơn vị có mật độ điện lớn vô hạn.