Инерция – это название тенденции движущегося объекта оставаться в движении или покоящегося объекта оставаться в покое, если на него не действует сила. Эта концепция была количественно определена в Первом законе движения Ньютона.
Слово инерция произошло от латинского слова iners , что означает бездействует или ленив и впервые был использован Иоганном Кеплером.
Инерция и масса
Инерция – это свойство всех объектов, состоящих из материя, обладающая массой. Они продолжают делать то, что делают, пока сила не изменит их скорость или направление. Мяч, неподвижно лежащий на столе, не начнет катиться, если на него что-то не толкнет, будь то ваша рука, порыв воздуха или вибрации от поверхности стола. Если вы подбросите мяч в космическом вакууме без трения, он будет лететь с той же скоростью и направлением вечно, если только на него не действует сила тяжести или другая сила, такая как столкновение.
Масса – это мера инерции. Объекты большей массы сопротивляются изменениям в движении больше, чем объекты меньшей массы. Более массивный шар, например, сделанный из свинца, потребует большего толчка, чтобы он начал катиться. Шар из пенополистирола такого же размера, но малой массы можно привести в движение потоком воздуха.
Теории движения от Аристотеля до Галилея
В повседневной жизни мы видим, как катящиеся шары останавливаются. Но они делают это, потому что на них действует сила тяжести, а также трение и сопротивление воздуха. Поскольку это то, что мы наблюдаем, на протяжении многих веков западная мысль следовала теории Аристотеля, который утверждал, что движущиеся объекты в конечном итоге останутся в покое и что для их движения требуется постоянная сила.
В семнадцатом веке Галилей экспериментировал с катанием шаров по наклонным плоскостям. Он обнаружил, что по мере уменьшения трения шары, катящиеся по наклонной плоскости, достигают почти той же высоты, что и обратное движение по противоположной плоскости. Он рассудил, что если бы не было трения, они катились бы по склону, а затем продолжали бы катиться по горизонтальной поверхности бесконечно. Это не было чем-то врожденным, что заставило мяч перестать катиться; это был контакт с поверхностью.
Первый закон движения и инерции Ньютона
Исаак Ньютон разработал принципы, показанные в наблюдениях Галилея в его первый закон движения. Требуется сила, чтобы мяч не продолжал катиться после того, как он был приведен в движение. Требуется сила, чтобы изменить его скорость и направление. Чтобы продолжить движение с той же скоростью в том же направлении, не нужна сила. Первый закон движения часто называют законом инерции. Этот закон применяется к инерциальной системе отсчета.. Следствие 5 Принципов Ньютона гласит:
Движения тел, включенных в данное пространство, одинаковы между собой, независимо от того, находится ли это пространство в состоянии покоя или равномерно движется вперед. по прямой без кругового движения.
Таким образом, если вы уроните мяч на движущийся поезд, который не ускоряется, вы увидите, как мяч падает прямо вниз, как в неподвижном поезде.