Може да мислите за инерцията като за загадъчна сила, която ви пречи да правите нещо, което трябва да направите, като домашното си, но това не е това, което физиците имат предвид под думата. Във физиката инерцията е тенденцията на обекта да остане в покой или в състояние на равномерно движение. Тази тенденция зависи от масата, но не е съвсем същото. Можете да измерите инерцията на даден обект, като приложите сила за промяна на движението му. Инерцията е склонността на обекта да се противопоставя на приложената сила.
Концепцията за инерция произтича от първия закон на Нютон
Тъй като днес изглеждат толкова здрав разум, е трудно да се оцени колко революционни са трите закона на Нютон за научната общност от онова време. Преди Нютон и Галилей учените са имали 2000-годишно убеждение, че обектите имат естествена склонност да си почиват, ако бъдат оставени сами. Галилей се обърна към тази вяра с експеримент, включващ наклонени равнини, които са изправени един срещу друг. Той заключи, че една топка, която се движи нагоре и надолу по тези равнини, ще продължи да се издига до същата височина завинаги, ако триенето не е фактор. Нютон използва този резултат, за да формулира своя първи закон, който гласи:
Всеки обект продължава в състояние на покой или движение по права линия, освен ако не се въздейства от външна сила.
Физиците смятат това твърдение за формално определение на инерцията.
Инерцията варира с маса
Според Втория закон на Нютон, силата (F), необходима за промяна на състоянието на движение на обекта, е произведение от масата на обекта (m) и ускорението, произведено от силата (a):
F = ma
За да разберете как масата е свързана с инерцията, помислете за постоянна сила F° С въздействащи върху две различни тела. Първото тяло има маса m1 а второто тяло има маса m2.
Когато действате на m1, F° С произвежда ускорение a1:
(F° С = m1а1)
Когато действате на m2, той произвежда ускорение a2:
(F° С = m2а2)
Тъй като F° С е постоянна и не се променя, следното е вярно:
м1а1 = m2а2
и
м1/ м2 = a2/ а1
Ако m1 е по-голямо от m2, тогава знаете a2 ще бъде по-голямо от1 да направим и двете равни F° С, и обратно.
С други думи, масата на обекта е мярка за неговата тенденция да се противопоставя на силата и да продължи в същото състояние на движение. Въпреки че масата и инерцията не означават абсолютно едно и също нещо, инерцията обикновено се измерва в единици за маса. В системата SI нейните единици са грамове и килограми, а в британската единица са охлюви. Учените обикновено не обсъждат инерцията при проблеми с движението. Те обикновено обсъждат масата.
Момент на инерция
Въртящото се тяло също има тенденция да се противопоставя на силите, но тъй като е съставено от колекция от частици, които са на различни разстояния от центъра на въртене, учените говорят за неговия момент на инерция, а не за неговата инерция. Инерцията на дадено тяло при линейно движение може да бъде приравнена на неговата маса, но изчисляването на инерционния момент на въртящо се тяло е по-сложно, защото зависи от формата на тялото. Обобщеният израз за момента на инерция (I) или въртящо се тяло с маса m и радиус r е
I = kmr2
където k е константа, която зависи от формата на тялото. Единиците на момента на инерцията са (маса) • (разстояние от ос до въртене-маса)2.