剛体
物体には質量と大きさがあるものですが、大きさが無く質量だけがあるとみなしたものを質点といい、大きさも質量もあるとみなしたものを剛体といいます。
物理では、物体がどのくらいの速さで動くのか、どのくらいの力が加わったのか、ということを考えますが、物体に大きさがあるときは、その物体が回転しているかどうかも考えます。これは、物体に大きさが無いときは考えないことです。つまり、剛体と質点の大きな違いは、回転を考えるかどうかです。回転を考慮することが剛体の運動を分析する上での最大のポイントです。＊回転を考慮するということは自動的に力のモーメントについて考えるということでもあります。
もっといいますと、高校物理には『剛体』というジャンルがあるわけですが、これは回転方向の力のつり合いを問うものです。『剛体』は硬いか柔らかいかを問うものではなく、回転を問うものです。剛体の対義語として弾性体、可塑性体という言葉が挙げられるかもしれませんが、高校物理的にいえば剛体の対義語は質点です。
閉じる
力が剛体を押すとき、その力の作用線が重心とズレていると、物体は回転します。
力が質点を押しても、その力の作用線は自動的に重心を通り、質点は回転しません。そもそも質点に重心とか回転という概念はありません。
質点にはたらく複数の力は、その作用線が自動的に1点で交わりますが、
剛体にはたらく複数の力は、作用線が1点で交わるとは限りません。作用線が平行という場合があるからです。
左図のような場合、物体は回転します。
左図のような運動を並進運動といいます。
左図のような運動を回転運動といいます。
ちなみに左図のように移動した場合、
赤点を中心に回転しながら並進運動した、ともみなせるし、
青点を中心に回転しながら並進運動した、ともみなせます。
もっと極端なことをいえば、左図のように重心を中心とした回転運動でも、
赤点を中心に回転しながら並進運動した、ともみなせます。
『
例えば左図のような2力がはたらいていても物体の動く方向は上方ですし、
左図のような2力でも物体の動く方向は上方です。