Inercijo lahko mislite kot skrivnostno silo, ki vam preprečuje, da bi naredili nekaj, kar morate storiti, na primer domačo nalogo, vendar to fiziki ne mislijo z besedo. V fiziki je vztrajnost težnja predmeta, da ostane v mirovanju ali v enakomernem stanju. Ta težnja je odvisna od mase, vendar ni povsem isto. Vztrajnost predmeta lahko izmerite tako, da s silo spremenite njegovo gibanje. Inercija je težnja predmeta, da se upira uporabljeni sili.
Koncept vztrajnosti izhaja iz Newtonovega prvega zakona
Ker se danes zdijo tako zdravi, je težko razumeti, kako revolucionarni Newtonovi trije zakoni gibanja so bili za takratno znanstveno skupnost. Pred Newtonom in Galilejem so znanstveniki imeli 2000 let staro prepričanje, da imajo predmeti naravno značilnost, da počivajo, če ostanejo sami. Galileo je to prepričanje naslovil s poskusom, ki je vključeval nagnjene ravnine, ki so bile obrnjene druga proti drugi. Ugotovil je, da bi se krogla, ki kolesari gor in dol po teh ravninah, še naprej večno dvigovala na enako višino, če trenje ne bi bilo dejavnik. Newton je ta rezultat uporabil za oblikovanje svojega prvega zakona, ki pravi:
Vsak predmet nadaljuje v stanju mirovanja ali gibanja po ravni črti, razen če nanj deluje zunanja sila.
Fiziki to izjavo štejejo za formalno definicijo vztrajnosti.
Vztrajnost se spreminja z mašo
Po Newtonovem drugem zakonu je sila (F), potrebna za spremembo stanja gibanja predmeta, zmnožek mase predmeta (m) in pospeška, ki ga povzroči sila (a):
F = ma
Če želite razumeti, kako je masa povezana z vztrajnostjo, upoštevajte konstantno silo Fc ki deluje na dve različni telesi. Prvo telo ima maso m1 drugo telo pa ima maso m2.
Pri delovanju na m1, Fc povzroči pospešek a1:
(Fc = m1a1)
Pri delovanju na m2, povzroči pospešek a2:
(Fc = m2a2)
Ker je Fc je konstantna in se ne spreminja, velja naslednje:
m1a1 = m2a2
in
m1/ m2 = a2/ a1
Če je m1 je večji od m2, potem veste a2 bo večji od a1 da sta oba enaka Fc, in obratno.
Z drugimi besedami, masa predmeta je merilo njegove težnje, da se upre sili in nadaljuje v enakem stanju gibanja. Čeprav masa in vztrajnost ne pomenita popolnoma istega, se vztrajnost običajno meri v masnih enotah. V sistemu SI so njegove enote grami in kilogrami, v britanskem sistemu pa polži. Znanstveniki običajno ne razpravljajo o vztrajnosti pri težavah z gibanjem. Običajno se pogovarjajo o maši.
Trenutek vztrajnosti
Vrtljivo telo se prav tako ponavadi upira silam, a ker je sestavljeno iz skupa delcev, ki so na različnih razdaljah od središča vrtenja znanstveniki govorijo prej o njegovem vztrajnostnem trenutku kot o njegovi vztrajnosti. Vztrajnost telesa pri linearnem gibanju lahko enačimo njegovi masi, vendar je izračun vztrajnostnega momenta vrtljivega telesa bolj zapleten, ker je odvisen od oblike telesa. Splošni izraz za vztrajnostni moment (I) ali vrtljivo telo mase m in polmera r je
I = kmr2
kjer je k konstanta, ki je odvisna od oblike telesa. Enote vztrajnosti so (masa) • (razdalja med osjo in vrtenjem-maso)2.