Inertia a zákony o pohybe

Inertia je názov pre tendenciu objektu v pohybe zostať v pohybe alebo objektu v pokoji zostať v pokoji, pokiaľ naň nebude pôsobiť sila. Tento koncept bol kvantifikovaný v roku 2007 Newtonov prvý zákon o pohybe.

Slovo zotrvačnosť pochádza z latinského slova iners, čo znamená, že je nečinný alebo lenivý a prvýkrát ho použil Johannes Kepler.

Inertia je kvalita všetkých predmetov vyrobených z hmoty, ktorá má hmotu. Stále robia to, čo robia, kým sila nezmení svoju rýchlosť alebo smer. Lopta, ktorá stojí na stole, sa nezačne pohybovať, pokiaľ sa na ňu niečo nestlačí, či už je to vaša ruka, poryv vzduchu alebo vibrácie z povrchu stola. Keby ste hodili guľu do vákua bez trenia vesmíru, pokračovalo by to rovnakou rýchlosťou a smerom navždy, pokiaľ by na ňu nepôsobilo gravitácia alebo iná sila, ako napríklad zrážka.

Hmotnosť je mierou zotrvačnosť. Objekty s vyššou hmotnosťou odolávajú zmenám v pohybe viac ako objekty s nižšou hmotnosťou. Masívnejšia guľa, ako je napríklad guľa vyrobená z olova, vyvinie väčšie úsilie, aby ju začala hádzať. Guľa z polystyrénu rovnakej veľkosti, ale s nízkou hmotnosťou, sa dá uviesť do pohybu vdýchnutím vzduchu.

V každodennom živote vidíme, ako sa pohybujúce gule odpočívajú. Robia to však preto, že na ne pôsobí gravitačná sila a pôsobenie trenia a odporu vzduchu. Pretože to je to, čo pozorujeme, po mnoho storočí západné myslenie nasledovalo teóriu Aristotela, ktorý povedal, že pohybujúce sa objekty sa nakoniec dostanú do pokoja a budú potrebovať nepretržitú silu, aby si ich udržali motion.

V sedemnástom storočí Galileo experimentoval s valivými loptičkami na naklonených rovinách. Objavil, že keď sa znížilo trenie, guľky stočené dole po naklonenej rovine dosiahli takmer rovnakú výšku, keď sa valili späť do protiľahlej roviny. Zdôvodnil, že keby nedošlo k treniu, zvrhli by sa zo svahu a potom by sa navždy pohybovali po vodorovnej ploche. Nebolo to niečo vrodené v plese, čo spôsobilo, že sa to zastavilo; bol to kontakt s povrchom.

Isaac Newton rozvinul princípy uvedené v Galileových vyjadreniach do svojho prvého zákona o pohybe. Keď je lopta v pohybe, musí silou zastaviť pokračovanie v hádzaní. Zmena sily a smeru si vyžaduje silu. Na pokračovanie v rovnakej rýchlosti rovnakým smerom nie je potrebná žiadna sila. Prvý zákon o pohybe sa často označuje ako zákon zotrvačnosti. Tento zákon sa vzťahuje na inerciálny referenčný rámec. Dôsledok 5 z newtonPrincipia hovorí:

Pohyby telies obsiahnuté v danom priestore sú medzi sebou rovnaké, či už je tento priestor v pokoji, alebo sa pohybuje rovnomerne dopredu v priamej línii bez kruhového pohybu.

Týmto spôsobom, ak hodíte guľu na pohybujúci sa vlak, ktorý sa nezrýchľuje, uvidíte, že lopta padá priamo nadol, ako by ste vo vlaku, ktorý sa nepohyboval.