Atalet nedir?

Eylemsizliği, sizi ödeviniz gibi yapmak zorunda olduğunuz bir şeyi yapmaktan alıkoyan gizemli bir güç olarak düşünebilirsiniz, ancak fizikçilerin sözcükle kastettikleri bu değildir. Fizikte atalet, bir nesnenin hareketsiz veya düzgün hareket halinde kalma eğilimidir. Bu eğilim kütleye bağlıdır, ancak tam olarak aynı şey değildir. Hareketini değiştirmek için bir kuvvet uygulayarak bir nesnenin eylemsizliğini ölçebilirsiniz. Eylemsizlik, cismin uygulanan kuvvete direnme eğilimidir.

Bugün çok sağduyulu göründükleri için, Newton'un üç Hareket Yasasının zamanın bilim topluluğu için ne kadar devrimci olduğunu takdir etmek zor. Newton ve Galileo'dan önce, bilim adamları, nesnelerin kendi başlarına bırakılırsa doğal olarak durma eğiliminde olduklarına dair 2000 yıllık bir inanca sahiptiler. Galileo, birbirine bakan eğik düzlemleri içeren bir deneyle bu inancı ele aldı. Sürtünme bir faktör olmasaydı, bu düzlemlerde yukarı ve aşağı dönen bir topun sonsuza kadar aynı yüksekliğe yükselmeye devam edeceği sonucuna vardı. Newton bu sonucu Birinci Yasasını formüle etmek için kullandı ve şöyle dedi:

Her nesne, üzerine bir dış kuvvet etki etmedikçe, durma veya hareket halinde düz bir çizgide devam eder.

Fizikçiler bu ifadeyi eylemsizliğin resmi tanımı olarak görürler.

Newton'un İkinci Yasasına göre, bir cismin hareket durumunu değiştirmek için gereken kuvvet (F), cismin kütlesi (m) ile kuvvet (a) tarafından üretilen ivmenin çarpımıdır:

F = anne

Kütlenin ataletle nasıl ilişkili olduğunu anlamak için sabit bir F kuvvetini düşünün._c iki farklı bedende hareket ediyor. Birinci cismin kütlesi m₁ ve ikinci cismin kütlesi m₂.

m üzerinde hareket ederken₁, F_c bir ivme üretir a₁:

(F_c = m₁bir₁)

m üzerinde hareket ederken₂, bir ivme üretir a₂:

(F_c = m₂bir₂)

F'den beri_c sabittir ve değişmez, aşağıdakiler doğrudur:

m₁bir₁ = m₂bir₂

ve

m₁/m₂ = bir₂/a₁

eğer m₁ m'den büyük₂, o zaman bir biliyorsun₂ a'dan daha büyük olacak₁ ikisini de eşit F yapmak için_c, ve tersi.

Başka bir deyişle, nesnenin kütlesi, kuvvete direnme ve aynı hareket halinde devam etme eğiliminin bir ölçüsüdür. Kütle ve atalet tam olarak aynı anlama gelmese de, atalet genellikle kütle birimleriyle ölçülür. SI sisteminde birimleri gram ve kilogramdır ve İngiliz sisteminde birimler sümüklü böceklerdir. Bilim adamları genellikle hareket problemlerinde atalet konusunu tartışmazlar. Genellikle kütleyi tartışırlar.

Dönen bir cismin de kuvvetlere direnme eğilimi vardır, ancak bir parçacıklar topluluğundan oluştuğu için dönme merkezinden çeşitli mesafelerde, bilim adamları ataletinden ziyade atalet momenti hakkında konuşurlar. Lineer harekette bir cismin eylemsizliği kütlesine eşitlenebilir, ancak dönen bir cismin eylemsizlik momentini hesaplamak cismin şekline bağlı olduğundan daha karmaşıktır. Atalet momenti (I) veya m kütleli ve r yarıçaplı dönen bir cisim için genelleştirilmiş ifade,

ben = kmr²

burada k vücudun şekline bağlı bir sabittir. Atalet momenti birimleri (kütle) • (eksen-dönüş-kütle mesafesi)².