Inercija i zakoni kretanja

Inercija je naziv za tendenciju da neki objekt u pokretu ostane u pokretu ili da objekt u mirovanju ostane u mirovanju, osim ako se na njega djeluje silom. Ovaj je koncept kvantificiran u Newtonov prvi zakon pokreta.

Riječ inercija potjecala je od latinske riječi iners, što znači besposleno ili lijeno, a prvi ga je koristio Johannes Kepler.

Inercija je kvaliteta svih predmeta izrađenih od materije koja posjeduje masu. Nastavljaju raditi ono što rade dok sila ne promijeni brzinu ili smjer. Kugla koja još uvijek sjedi na stolu neće se početi valjati naokolo ako je nešto ne pritisne na nju, bilo da je riječ o vašoj ruci, napuhu zraka ili vibracijama s površine stola. Ako biste bacili kuglu u svemir bez trenja, ona bi zauvijek putovala istom brzinom i smjerom, osim ako ne djeluje gravitacijom ili nekom drugom silom, poput sudara.

Misa je mjerilo inercija. Objekti veće mase odupiru se promjenama u kretanju više od objekata manje mase. Masivnija kugla, poput one od olova, trebat će više napora kako bi se započela kotrljati. Kugla od stiropora iste veličine, ali male mase, može se pokrenuti ispuhom zraka.

U svakodnevnom životu vidimo kako se valjanje loptica odmara. Ali to čine zato što djeluju na osnovu sile gravitacije i djelovanja trenja i otpora zraka. Jer to je ono što promatramo, mnoga stoljeća zapadnjačka misao slijedila je teoriju Aristotela, koji je rekao da će se pokretni predmeti na kraju odmoriti i treba im stalna sila da ih zadrži pokret.

U sedamnaestom stoljeću Galileo je eksperimentirao s kotrljajućim kuglicama na nagnutim ravninama. Otkrio je da kako se trenje smanjuje, loptice su se kotrljale niz nagnutu ravninu postižući gotovo istu visinu kotrljajući se prema suprotnoj ravnini. Obrazložio je da će se, ako ne bude trenja, kotrljati niz kosinu, a zatim se zauvijek kretati po vodoravnoj površini. To nije nešto urođeno u lopti zbog čega se ona prestala valjati; bio je to kontakt s površinom.

Isaac Newton razvio je principe prikazane u Galilejevim opažanjima u svom prvom zakonu pokreta. Potrebno je prisilno zaustaviti kuglu da se dalje kotrlja nakon pokretanja. Potrebna je sila da promijeni brzinu i smjer. Ne treba joj sila da nastavi kretati istom brzinom u istom smjeru. Prvi zakon kretanja često se naziva iernim zakonom. Ovaj se zakon odnosi na inercijalni referentni okvir. Nakon toga 5 njutnPrincipia kaže:

Pokreti tijela uključenih u određeni prostor su jednaki među sobom, bilo da je taj prostor u mirovanju ili se kreću jednoliko prema naprijed u ravnoj liniji bez kružnog gibanja.

Na ovaj način, ako bacate loptu na pokretni vlak koji ne ubrzava, vidjet ćete kako lopta pada ravno prema dolje, kao i na vlak koji se nije kretao.