Шта је инерција?

Можда мислите о инерцији као о мистериозној сили која вас спречава да урадите нешто што морате, попут домаћег задатка, али то нису оно што физичари подразумевају под речју. У физици инерција је тенденција предмета да остане у стању мировања или у стању равномерног кретања. Ова тенденција зависи од масе, али није потпуно иста ствар. Можете мерити инерцију објекта применом силе која мења његово кретање. Инерција је тежња објекта да се одупре примењеној сили.

Будући да се данас чине тако здравим разумом, тешко је схватити колико су револуционарна Њутнова три закона покрета била за научну заједницу тог времена. Пре Њутна и Галилеја, научници су веровали 2000 година старом веровању да предмети имају природну тенденцију да се одмарају ако остану сами. Галилео се обратио овом веровању експериментом који је укључивао нагнуте равни које су биле окренуте једна према другој. Закључио је да би се лопта која се креће горе-доле овим авионима наставила расти заувек на исту висину да трење није фактор. Њутн је искористио овај резултат за формулисање свог Првог закона, који каже:

Сваки објект наставља у стању мировања или кретања у правој линији, осим ако на њега не делује спољна сила.

Физичари сматрају ову изјаву формалном дефиницијом инерције.

Према Њутновом другом закону, сила (Ф) потребна за промену стања кретања предмета је производ масе предмета (м) и убрзања произведеног силом (а):

Ф = ма

Да бисте разумели како је маса повезана са инерцијом, узмите у обзир константну силу Ф._ц делујући на два различита тела. Прво тело има масу м₁ а друго тело има масу м₂.

Када се делује на м₁, Ф._ц производи убрзање а₁:

(Ф_ц = м₁а₁)

Када се делује на м₂, производи убрзање а₂:

(Ф_ц = м₂а₂)

Пошто је Ф._ц је константа и не мења се, важи следеће:

м₁а₁ = м₂а₂

и

м₁/ м₂ = а₂/ а₁

Ако је м₁ је већи од м₂, онда знате а₂ биће већи од а₁ да оба буду једнака Ф._ц, и обрнуто.

Другим речима, маса предмета је мера његове тенденције да се одупре сили и настави у истом стању кретања. Иако маса и инерција не значе потпуно исто, инерција се обично мери у јединицама масе. У СИ систему његове јединице су грами и килограми, а у британском систему су пужеви. Научници обично не расправљају о инерцији у проблемима кретања. Обично разговарају о миси.

Ротирајуће тело такође има тенденцију да се одупире силама, али зато што се састоји од колекције честица које јесу на различитим удаљеностима од центра ротације, научници пре говоре о његовом тренутку инерције, а не о његовој инерцији. Инерција тела у линеарном кретању може се изједначити са његовом масом, али израчунавање момента инерције ротационог тела је сложеније јер зависи од облика тела. Општи израз за тренутак инерције (И) или ротирајуће тело масе м и полупречника р је

И = кмр²

где је к константа која зависи од облика тела. Јединице момента инерције су (маса) • (растојање од осе до ротације-масе)².