S-ar putea să vă gândiți la inerție ca la o forță misterioasă care vă împiedică să faceți ceva ce trebuie să faceți, cum ar fi temele, dar asta nu înseamnă fizicienii prin cuvânt. În fizică, inerția este tendința unui obiect de a rămâne în repaus sau într-o stare de mișcare uniformă. Această tendință este dependentă de masă, dar nu este exact același lucru. Puteți măsura inerția unui obiect aplicând o forță pentru a-i schimba mișcarea. Inerția este tendința obiectului de a rezista forței aplicate.
Conceptul de inerție provine din prima lege a lui Newton
Deoarece par astăzi atât de bune, este greu de apreciat cât de revoluționare erau cele trei legi ale mișcării lui Newton pentru comunitatea științifică a vremii. Înainte de Newton și Galileo, oamenii de știință avuseseră o credință veche de 2.000 de ani că obiectele aveau tendința naturală de a se odihni dacă erau lăsați singuri. Galileo a abordat această credință cu un experiment care implică planuri înclinate care se confruntă unul cu celălalt. El a concluzionat că o minge care circulă în sus și în jos pe aceste avioane va continua să crească la aceeași înălțime pentru totdeauna, dacă fricțiunea nu ar fi un factor. Newton a folosit acest rezultat pentru a formula prima sa lege, care spune:
Fiecare obiect continuă în starea sa de repaus sau mișcare în linie dreaptă, cu excepția cazului în care este acționat de o forță externă.
Fizicienii consideră această afirmație definiția formală a inerției.
Inerția variază cu masa
Conform celei de-a doua legi a lui Newton, forța (F) necesară pentru a schimba starea de mișcare a unui obiect este produsul masei obiectului (m) și a accelerației produse de forța (a):
F = ma
Pentru a înțelege cum este legată masa de inerție, luați în considerare o forță constantă Fc acționând asupra a două corpuri diferite. Primul corp are masa m1 iar al doilea corp are masa m2.
Când acționează pe m1, Fc produce o accelerație a1:
(Fc = m1A1)
Când acționează pe m2, produce o accelerație a2:
(Fc = m2A2)
Din moment ce Fc este constant și nu se schimbă, următoarele sunt adevărate:
m1A1 = m2A2
și
m1/ m2 = a2/A1
Dacă m1 este mai mare decât m2, atunci știi un2 va fi mai mare decât un1 pentru a face ambele egale Fc, si invers.
Cu alte cuvinte, masa obiectului este o măsură a tendinței sale de a rezista forței și de a continua în aceeași stare de mișcare. Deși masa și inerția nu înseamnă exact același lucru, inerția este de obicei măsurată în unități de masă. În sistemul SI, unitățile sale sunt grame și kilograme, iar în sistemul britanic, unitățile sunt melci. Oamenii de știință nu discută de obicei despre inerția în problemele de mișcare. De obicei, ei discută despre masă.
Moment de inerție
Un corp rotativ are, de asemenea, tendința de a rezista forțelor, ci pentru că este compus dintr-o colecție de particule care sunt la diferite distanțe de centrul de rotație, oamenii de știință vorbesc despre momentul său de inerție, mai degrabă decât despre inerția sa. Inerția unui corp în mișcare liniară poate fi echivalată cu masa acestuia, dar calculul momentului de inerție al unui corp rotativ este mai complicat deoarece depinde de forma corpului. Expresia generalizată pentru momentul de inerție (I) sau un corp rotativ de masă m și rază r este
I = kmr2
unde k este o constantă care depinde de forma corpului. Unitățile de moment de inerție sunt (masă) • (distanță ax-la-rotație-masă)2.