אנו מסבירים מהי אינרציה ואיזה סוגים קיימים. עקרון האינרציה של ניוטון ודוגמאות יומיומיות שבהן אינרציה נחווית.
מהי אינרציה?
זה נקרא פנימה גוּפָנִי אינרציה להתנגדות שגופים מתנגדים לה כדי לשנות את מצב התנועה או השקט שלהם, או כדי לשנות את מהירותם, את מסלולם או כדי לעצור; למרות שהמונח חל גם על שינויים במצב הגופני שלך.
גוף כזה דורש כוח שמתגבר על האינרציה כדי לשנות את מסלולו, שאם לא כן היה נצמד לחוקי תְנוּעָה אחיד ישר, או ליזום תנועה, אחרת הוא יישאר במנוחה. זאת, כמובן, בהתחשב בכך שאין מנוחה מוחלטת או תנועה ישרה ואחידה ב עוֹלָם, למעט מבוסס על מערכת התייחסות (מ תַצְפִּית). לכן מעדיפים לדבר על "מנוחה יחסית".
בדרך זו, גוף o מערכת תהיה לו אינרציה גדולה יותר במידה שהיא דורשת כוחות בעוצמה גדולה יותר כדי לשנות את מצב התנועה שלו או לשנות את מצבו הפיזי. ה"כוחות האינרציאליים" הם כוחות פיקטיבי שהמתבונן קולט במסגרת ההתייחסות.
סוגי אינרציה
לפיכך, שני סוגים של אינרציה נבדלים בפיזיקה: מכאנית ותרמית.
- אינרציה מכנית. קשור לקושי לשנות תנועה ושקט, כפי שהסברנו בעבר. זה תלוי ישירות בכמות מסה של הגוף או המערכת ושל טנסור האינרציה.
- אינרציה תרמית. מודד את הקושי של גוף או מערכת לשנות את זה טֶמפֶּרָטוּרָה על ידי מגע עם חפצים אחרים או על ידי חימום ישיר. זה תלוי בקיבולת החום של הגוף או המערכת.
עם זאת, ניתן בתורו לחלק את האינרציה המכנית ל:
- אינרציה דינמית. הוא מוצג על ידי גופים בתנועה יחסית.
- אינרציה סטטית. הוא מוצג על ידי גופים במנוחה יחסית.
- אינרציה סיבובית. הוא מוצג על ידי גופים המציגים תנועה סיבובית.
- אינרציה תרגום. זה קשור למסה הכוללת של הגופים.
עקרון האינרציה
עקרון האינרציה, המכונה החוק הראשון של ניוטון, קובע כי גופים יטו לשמור על מצב המנוחה שלהם או תנועת ישר אחידה עד שיופעל עליהם כוח חיצוני המסוגל להתגבר על האמור. סיבולת, אשר נקרא כפי שנאמר בעבר, כוח אינרציאלי.
עקרון זה של הפיזיקה נוסח מתמטי על ידי סר אייזק ניוטון בעבודתו Philosophiae naturalis principia mathematica פורסם ב-1687, המבוסס על חוק האינרציה הידוע של גלילאו גליליי. ואחד המושגים היסודיים שלו הוא השוויון בין מצב המנוחה (מהירות 0) לזה של תנועה ישרה ואחידה, שכן בשני המקרים, אם הם מתרחשים, הם מרמזים שלא פועל שום כוח חיצוני על הגוף הנדון.
מצד שני, אם נתבונן בגוף לִנְסוֹעַ ובהדרגה לאבד מהירות, אנו יכולים לייחס את אובדן המהירות הזה להשפעה של כוחות חיכוך שמתגברים על עקרון האינרציה שלו.
דוגמאות לאינרציה
ניתן לאמת ולחוות אינרציה באמצעות דוגמאות רבות. חלקם עשויים להיות:
- חגורת בטיחות. כאשר רכב נע במהירות קבועה, נוסעיו חולקים איתו את המהירות הזו. אבל אם הנהג עוצר לפתע את הרכב (או יתנגש באחר שמונע ממנו להמשיך את מסלולו), הנוסעים ירגישו את דחיפת האינרציה שגורמת להם לשמור על התנועה שהייתה להם לפני העצירה, לזרוק אותם קדימה. ואז חגורת הבטיחות מתערבת, מתגברת על האינרציה וקוטעת את תנועתם, ומונעת מהם לפגוע בשמשה הקדמית.
- דחיפת חפץ כבד. כאשר דוחפים חפץ כבד במנוחה, מורגש הצורך להתגבר על האינרציה בכוח הדוחפים. לאחר שהובס, האובייקט יזוז ביתר קלות, מכיוון שהוא יהיה בתנועה; אבל בהתחלה זה יתנגד לזוז.
- משוך במהירות מפת שולחן. בפעולה הטיפוסית של קוסמים מושכים מפת שולחן ועליה חפצים שנשארים במקומם עקב כוחות אינרציאליים ואינם זזים יחד עם הבד.
- בלימה של רכבות. כשרכבות מבקשות לעצור בתחנה, לוקח להן זמן לעשות זאת, מכיוון שהאינרציה שהן מביאות היא כה גבוהה עד שהן דורשות זמן רב יותר. מֶרחָב בְּלִימָה.
- האדובה של הקונסטרוקציות. אדובי הוא חומר בנייה נפוץ, במיוחד בבתים המעורערים ביותר, מכיוון שיש לו אינרציה תרמית גדולה: הוא מתנגד לחימום, שומר על פנים הבית קריר יותר.