WikiZero - Інерція

open wikipedia design.

Інерція (від лат. inertia - спокій, бездіяльність, сталість, незмінність) - властивість тіла залишатися в деяких системах відліку в стані спокою або рівномірного прямолінійного руху за відсутності зовнішніх впливів [1] [2] , А також перешкоджати зміні своєї швидкості (як по модулю, так і по напрямку [3] ) При наявності зовнішніх сил.

існування інерційних систем відліку в класичній механіці постулюється першим законом Ньютона , Який також називається законом інерції. Його класичну формулювання дав ньютон в своїй книзі « Математичні початки натуральної філософії »:

Усяке тіло продовжує утримуватися в стані спокою або рівномірного і прямолінійного руху, поки й оскільки воно не примушується прикладеними силами змінити цей стан.

Сучасна, точніша, формулювання закону:

Системи відліку, в яких виконується закон інерції, називають інерційних системах відліку (ІСО). Всі інші системи відліку (наприклад, що обертаються або рухаються з прискоренням) називаються відповідно неінерційній.

Також інерцією називається властивість тіла чинити опір зміні руху за рахунок своєї інертної маси. Кількісно співвідношення між впливом на тіло і зміною його руху дається формулою другого закону Ньютона [4] :

F → = d d t (m v →) {\ displaystyle {\ vec {F}} = {\ frac {d} {dt}} (m {\ vec {v}})} .

Тут F → {\ displaystyle {\ vec {F}}} - сила, що діє на тіло, m {\ displaystyle m} - інерціальна маса, v → {\ displaystyle {\ vec {v}}} - швидкість тіла.

У неінерційних системах відліку закон інерції не виконується. Проте, рух тіл в неінерційних системах відліку можна описувати тими ж рівняннями руху, що і в інерційних, якщо поряд з силами, зумовленими впливом тіл один на одного, враховувати сили інерції [5] [6] .

Давньогрецькі вчені, судячи з дійшли до нас творів, міркували про причини скоєння і припинення руху. В «Фізика» Аристотеля (IV століття до н. Е.) Наводиться таке міркування про рух у порожнечі [7] :

Однак в іншій праці «Механіка», що приписується Аристотеля, затверджується [8] :

Спостереження дійсно показували, що тіло зупинялося при припиненні дії штовхає його сили. Природне протидія зовнішніх сил (тертя, опору повітря і т. П.) Руху рухомого тіла при цьому не враховувалося. Тому Аристотель пов'язував незмінність швидкості руху будь-якого тіла з незмінністю додається до нього сили.

Тільки через два тисячоліття Галілео Галілей (1564-1642) зміг виправити цю помилку «Аристотелевской фізики» . У своїй праці «Бесіди про двох нових науках» Галілей писав [8] :

Це судження не можна вивести безпосередньо з експерименту, так як неможливо виключити всі зовнішні впливи (тертя і т. П.). Тому, тут Галілей вперше застосував метод логічного мислення, що базується на безпосередніх спостереженнях і подібний математичним методом докази «від протилежного». Якщо нахил площини до горизонталі є причиною прискорення тіла, що рухається по ній вниз, і уповільнення тіла, що рухається по ній вгору, то при русі по горизонтальній площині у тіла немає причин прискорюватися або сповільнюватися - і воно повинно перебувати в стані рівномірного руху або спокою.

Таким чином, Галілей просто і ясно довів зв'язок між силою і зміною швидкості (прискоренням), а не між силою і самої швидкістю, як вважали Аристотель і його послідовники. Це відкриття Галілея увійшло в науку як закон інерції. Однак, Галілей допускав вільний рух не тільки по прямій, але і по колу (мабуть, з астрономічних міркувань). У 1638 році італієць Баліане уточнив закон інерції, вказавши, що при повній відсутності зовнішніх впливів природної траєкторією руху тіла є пряма. У сучасному вигляді закон інерції сформулював Декарт . ньютон включив закон інерції в свою систему законів механіки як перший закон .

Принцип відносності Галілея : У всіх інерціальних системах відліку всі механічні процеси протікають однаково (якщо початкові умови для всіх тіл однакові). В системі відліку, наведеної в стан спокою або рівномірного прямолінійного руху щодо інерціальної системи відліку (умовно - «спочиває»), всі процеси протікають точно так же, як і в що спочиває системі.

Слід зазначити, що поняття інерціальної системи відліку - абстрактна Модель , Тобто якийсь ідеальний об'єкт, що розглядається замість реального об'єкта (іншими прикладами абстрактної моделі служать абсолютно тверде тіло або нерозтяжна невагома нитка). Реальні системи відліку завжди пов'язані з яким-небудь об'єктом або об'єктами, і відповідність реально спостережуваного руху тіл в таких системах результатами розрахунків буде неповним. У той же час точність подібної абстракції в земних умовах дуже велика.

інертна маса - міра інертності тіла у фізиці, показник того, в більшій чи меншій мірі дане тіло буде перешкоджати зміні своєї швидкості щодо інерціальної системи відліку при впливі зовнішніх сил. Інертна маса фігурує у вираженні другого закону Ньютона , Що є найважливішим законом класичної механіки .

Відеоурок: інерція

1. ↑ 1 2 інерція // фізична енциклопедія / Гл. ред. А. М. Прохоров . - М.: Радянська енциклопедія , 1990. - Т. 2. - С. 146. - 704 с. - 100 000 прим. - ISBN 5-85270-061-4 .
2. ↑ Велика російська енциклопедія : [В 35 т.] / Гл. ред. Ю. С. Осипов . - М.: Велика російська енциклопедія, 2004-2017.
3. ↑ Т.І.Трофімов. Фізика. - Москва: "Академія", 2012.
4. ↑ Конопльова Н. П. Про еволюцію поняття інерції (Ньютон, Мах, Ейнштейн) // Ейнштейнівської збірник 1975-1976. - М., Наука, 1978. - с. 216-244
5. ↑ Савельєв І. В. Курс загальної фізики. Т. 1. Механіка. Молекулярна фізика. - М .: Наука, 1987. - С. 118-119.
6. ↑ Ландсберг Г. С. Елементарний підручник фізики. Том 1. Механіка. Теплота. Молекулярна фізика. - М .: Наука, 1975. - C. 292
7. ↑ Фізика (Аристотель) / Книга 4 / Глава 8
8. ↑ 1 2 Ейнштейн А., Інфельд Л. Еволюція фізики. - М.: Наука, 1965. - С. 10-12.

• Лич Дж. У. Класична механіка. М .: Иностр. література, 1961.
• Спаський Б. І.. Історія фізики. М., «Вища школа», 1977.
• Кокарев С. С. Три лекції про закони Ньютона. Ярославль. Зб. праць РНОЦ Логос, вип. 1, 45-72, 2006.

Посилання нових досліджень: