Що таке інерція?

Тіла не можуть самостійно приходити в рух або змінювати його напрямок, для цього необхідно вплив зовнішньої сили. Таке протидія змінам називається інерцією, яка просто означає, що тіла, що знаходяться в спокої, залишаються в спокої, а рухомі – в русі, поки на них не нададуть вплив зовнішні сили.

Наприклад, після виключення електричного вентилятора колесо з лопатями продовжує якийсь час швидко обертатися і лише потім уповільнює свій хід і зупиняється. Якби не було тертя в підшипниках і аеродинамічного опору, колесо оберталося б необмежений час і після вимкнення вентилятора. Однак після того як колесо зупиниться, воно вже не зможе знову почати самостійно обертатися. Для того щоб вентилятор почав працювати, необхідна зовнішня сила,

В даному випадку електродвигун. Прагнення всіх тіл зберігати стан руху або спокою пояснює, чому пасажири, які стоять в проході поїзда, починають падати назад або вперед в ті моменти, коли поїзд рушає або зупиняється (малюнки зверху і знизу).

З тих пір як грецький філософ Аристотель більше 2000 років тому ввів поняття інерції, багато великі мислителі ламали собі голову над її змістом. У 1635 році італійський фізик Галілео Галілей виконав серію експериментів з кулями, скачуються по похилій площині, що дозволило вченому вперше сформулювати поняття інерції в сучасному її розумінні. Грунтуючись на роботах Галілея, Ісаак Ньютон узагальнив свої спостереження в області інерції в перший з трьох законів механіки, що носять його ім’я.

Спочиваючі тіла

Як показано на малюнку над текстом, пасажири були захоплені зненацька, коли поїзд почав рух, і вони починають падати назад. Діаграма праворуч показує, що силу, що перешкоджає падінню пасажирів, передає річний ремінь, у той час як сила тяжіння тримає їх на місці. Пасажири реагують на прискорення так, як ніби невидима сила тягне їх назад.

Рухомі тіла

Коли рухомий потяг сповільнює свій хід, його гальма створюють силу, спрямовану протилежно напрямку руху {блакитна стрілка). Так як на пасажирів, що стоять всередині поїзда, що гальмує сила не діє, вони продовжують рух і починають падати вперед. Сила, передана через ручний ремінь, і сила тяжіння зупиняють падіння пасажирів. Різке гальмування поїзда створює у пасажирів відчуття, що якась сила штовхає їх вперед.

Експеримент Галілея

Спостерігаючи за кулями, що перекочуються по похилих площинах, Галілей правильно сформулював поняття інерції. При відсутності тертя, що уповільнює рух тіл, кулька, скочується по похилій площині, продовжував би кочення вгору по інший похилій площині {верхній малюнок) до тих пір, поки його кінетична енергія (енергія руху) не була б повністю витрачена на подолання сили тяжіння. У середньому прикладі кулька переміщається уздовж другої похилій площині далі, ніж у верхньому, так як друга похила площина не настільки крута. Галілей зробив висновок, що якби кут нахилу другу похилій площині став би ще менше, кулька прокотився б ще далі, перш ніж поступитися силі тяжіння. А якщо б друга площина була б горизонтальною, як в нижньому прикладі, сила тяжіння не впливала б на рух і кулька котився б вічно.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (2 votes, average: 5.00 out of 5)

Що таке інерція?