No es fácil describir con precisión el movimiento de un objeto. Esto se debe a que cualquier objeto tiene un tamaño y una forma determinados, y el movimiento de sus partes no suele ser el mismo. A veces nos centramos en el movimiento de las partes y otras en el del objeto en su conjunto. La forma de describir el movimiento de un objeto depende de lo que nos interese. En algunos casos, podemos ignorar el tamaño y la forma de un objeto y simplificarlo a un punto sin volumen ni dimensión pero que tiene masa.
¿Cuáles son los casos en los que se puede utilizar el modelo de masa puntual?
1. Cuando el tamaño o la forma de un objeto tienen un efecto despreciable en el problema, el objeto puede considerarse una masa puntual. Aunque la Tierra es muy grande, su diámetro (12.742 km) es inferior a una diezmilésima parte de la distancia Tierra-Sol (unos 1,5×10 8 km). Por tanto, cuando la Tierra gira alrededor del Sol, su tamaño pasa a ser un factor secundario y puede tratarse como una masa puntual. En el estudio de la rotación de la Tierra, no puede considerarse como una masa puntual.
2. Un objeto en traslación puede simplificarse a una masa puntual. Aunque sus tamaños y formas no pueden ignorarse, el movimiento de todos los puntos es exactamente el mismo. Un punto cualquiera puede reflejar completamente el movimiento de todo el objeto. El equipaje se desplaza sobre una cinta transportadora horizontal y el bloque metálico se desliza por el plano inclinado.
3. Aparte de los dos casos anteriores, la simplificación o no del objeto a una masa puntual viene determinada por tu pregunta. Alguna parte del objeto está girando, pero no la consideramos en su movimiento. Cuando un coche circula por una carretera en línea recta, sus neumáticos están girando. La carretera no es lo suficientemente larga como para ignorar el tamaño de los neumáticos. Si sólo nos preocupan el desplazamiento, la velocidad y la aceleración del coche, no tenemos que considerar la rotación de los neumáticos y consideramos directamente el coche como una masa puntual.
Un sistema de partículas
Cuando estudiamos el movimiento de objetos complejos, como cuerpos rígidos y fluidos, aunque no podemos considerarlos como masas puntuales, podemos pensar en ellos como un grupo de partículas. Investigando el movimiento de estas masas puntuales, podemos resolver el movimiento de todo el sistema.