Инерция

Определение и общие понятия инерции

Слово Inertia в переводе с латыни означает бездеятельность, косность. В физике инерцией называют явление постоянства скорости (по модулю и направлению), если на тело не оказывают действие другие тела или их действие взаимно скомпенсировано. Явление инерции можно определить и иначе: инерция – это стремление тела сохранить без изменений сое состояние инерциальной системе отсчета. Инерцию считают неотъемлемым свойством материи.

Если на тело действует какая–либо сила, то тело изменяет скорость. Скорость своего движения тело не может изменить мгновенно, скорость изменяется постепенно.

Мерой инерции тела служит его масса.

Всякое тело, выведенное из состояния покоя, после прекращения на него воздействия будет двигаться по инерции. Но так думали не всегда. Еще четвертом веке Аристотель заявил о том, что все, что движется, движимо чем- то, естественное положение тела относительно Земли – это покой. Это мнение господствовало научных и около научных представлениях, почти две тысячи лет. Г. Галилей одним из первых пришел к объяснению причин равномерного и ускоренного перемещения тел и исследовал движение по инерции. Однако, представления Галилея были не верны, так как он утверждал, что тело на которое не действуют силы движется равномерно по окружности. Такие представления у ученого были сформированы после изучения движения небесных тел. Так как он считал, что небесные тела движутся сами по себе.

Закон инерции

Было бы правильно, говорить, что первым сформулировал закон инерции французский философ, математик Р. Декарт. Он писал о том, что любое тело пребывает одном состоянии до того момента пока не встретится с другим телом. И в другом своем законе Декарт говорит, что любая частица стремится двигаться исключительно по прямой. Однако, Декарт дал формулировки своих законов не зная о силах гравитации и скорее по наитию, чем опираясь на факты, поэтому считают, что закон инерции, который мы знаем, сформулировал И. Ньютон:

Каждое тело находится в состоянии покоя или движется равномерно и прямолинейно, относительно любой инерциальной системы отсчета, до того момента пока действие на него других тел не заставит его изменить свое состояние.

Закон инерции является важным и независимым законом. Он отображает возможность определить пригодность системы отсчета для рассмотрения движения в динамическом и кинематическом смыслах. Он стал первым шагом при установлении основных законов классической механики.

Движение по инерции является обязательно равномерным и прямолинейным. Такое движение можно считать аналогичным покою, так как всегда можно выбрать такую инерциальную систему отсчета, которая бы перемещалась со скоростью рассматриваемого тела и в ней тело будет покоиться.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

Груз, имеющий большую массу, подвешен на нити (рис.1), к его другому концу прикреплена еще одна нить. Как следует потянуть за нижнюю нить, для того чтобы а) оборвалась нижняя нить; б) оборвалась верхняя нить?

Решение

а) Для того чтобы оборвать нижнюю нить следует резко дернуть за нее. Благодаря тому, что существует инерция, тяжелый груз не сможет быстро увеличить свою скорость и в результате порвется нижняя нить. б) Для того чтобы оборвать верхнюю нить следует тянуть за нижнюю нить медленно увеличивая усилия. В результате, к силе тяжести груза добавится сила, которую мы будем прикладывать. Инерция, в данном случае, не поможет сохраниться верхней нити, так как скорость груза изменяется медленно.