Inerția și legile mișcării

Inerția este denumirea pentru tendința unui obiect în mișcare de a rămâne în mișcare sau a unui obiect în repaus să rămână în repaus, dacă nu este acționată de o forță. Acest concept a fost cuantificat în prima lege a mișcării de la Newton.

Cuvântul inerție provenea de la cuvântul latin iners, ceea ce înseamnă inactiv sau leneș și a fost folosit pentru prima dată de Johannes Kepler.

Inerție și masă

Inerția este o calitate a tuturor obiectelor realizate din materie care posedă masă. Ei continuă să facă ceea ce fac până când o forță își schimbă viteza sau direcția. O minge așezată nemișcată pe o masă nu va începe să se rostogolească, dacă nu se împinge ceva, fie că este mâna ta, o rafală de aer sau vibrații de pe suprafața mesei. Dacă aruncați o bilă în vidul de fricțiune al spațiului, aceasta ar călători în aceeași viteză și direcție pentru totdeauna, dacă nu ar fi acționată de gravitație sau de o altă forță, cum ar fi o coliziune.

Volker Möhrke / Getty Images

Masa este o măsură a inerției. Obiectele de masă mai mare rezistă mai mult la modificările de mișcare decât la obiectele de masă inferioară. O minge mai masivă, precum cea din plumb, va lua mai mult o apăsare pentru a începe să se rostogolească. O bilă de poliuretan de aceeași dimensiune, dar o masă mică poate fi pusă în mișcare de un puf de aer.

Teoriile mișcării De la Aristotel la Galilei

În viața de zi cu zi, vedem că mingile rulante se odihnesc. Dar o fac pentru că sunt acționate prin forța gravitației și prin efectele de frecare și rezistență la aer. Pentru că asta observăm, timp de multe secole, gândirea occidentală a urmat teoria lui Aristotel, care spunea că obiectele în mișcare vor ajunge în cele din urmă să se odihnească și să aibă nevoie de forță continuă pentru a le menține în mișcare.

În secolul al XVII-lea, Galileo a experimentat cu bile rulante pe planuri înclinate. El a descoperit că pe măsură ce frecarea era redusă, bilele rostogolite pe un plan înclinat atingeau aproape aceeași înălțime rulând înapoi pe un plan opus. El a motivat că, dacă nu există fricțiuni, ar arunca o înclinare și apoi va continua să se rostogolească pe o suprafață orizontală pentru totdeauna. Nu a fost ceva înnăscut în minge care a determinat-o să înceteze să se rostogolească; a fost contact cu suprafața.

Prima lege a mișcării și inerție a lui Newton

Isaac Newton a dezvoltat principiile arătate în observațiile lui Galileo în prima sa lege a mișcării. Este nevoie de o forță pentru a opri mingea să continue să se rostogolească după ce este pusă în mișcare. Este nevoie de o forță pentru a-și schimba viteza și direcția. Nu are nevoie de forță pentru a continua mișcarea cu aceeași viteză în aceeași direcție. Prima lege a mișcării este adesea denumită lege a inerției. Această lege se aplică unui cadru de referință inerțial. Corolarul 5 din Principia lui Newton spune:

Mișcările corpurilor incluse într-un spațiu dat sunt aceleași între ele, indiferent dacă acel spațiu este în repaus sau se deplasează uniform în față în linie dreaptă, fără mișcare circulară.

În acest fel, dacă aruncați o minge pe un tren în mișcare care nu se accelerează, veți vedea mingea căzând drept în jos, așa cum s-ar face pe un tren care nu se mișca.