Inercija

Iz Vikipedije, slobodne enciklopedije
Skoči na: navigacija, pretraga

Inercija ili tromost je jedna od osnovnih osobina svih tela u svemiru koje imaju masu, tj. masa je mera inertnosti fizičkih tela. To se svojstvo manifestuje kao protivljenje tela promeni stanja svoga kretanja, što je opisano Prvim Njutnovim zakonom (zakonom inercije).

U osnovi, to znači da bi se telu promenio intenzitet, pravac ili smer brzine, na to telo mora delovati sila. Uočimo da za promenu smera kretanja nije potrebna i promena intenziteta brzine.

Protivljenje promeni stanja kretanja ispoljava se u pojavi inercijalne sile koja deluje u neinercijalnom referentnom sistemu čvrsto vezanom za samo telo (u sistemu u kojem telo miruje). Pošto se u ovom sistemu ubrzanje (promena brzine) tela ne opaža ovo protivljanje se opaža kao sila koja deluje bez vidljivog uzroka ili izvora, pa se zato i naziva fiktivnom ili inercijalnom silom. Najjednostavniji i svima dobro poznati primer za ovo je vožnja u automobilu koji menja svoju brzinu (ubrzava, usporava ili menja smer brzine). Dakle, kao što dobro znamo iz iskustva, prilikom ubrzavanja u vožnji sedište pritiskuje naša leđa, kao da nas nešto vuče prema nazad, dok prilikom usporavanja nastavljamo sa kretanjem prema vetrobranskom staklu, kao da nas nešto vuče prema napred. Efekat je izraženiji što je veća masa tela i/ili promena brzine u jedinici vremena, tj. ubrzanje.

Vektor inercijalnih sila uvek je usmeren u suprotnom smeru od vektora ubrzanja neinercijalnog sistema u kojem ih opažamo, a intezitet je jednak \mathbf{}F_{in}=ma. Inercijalne sile su po prirodi masene (volumenske) sile (za razliku od kontaktnih). Takve sile „prožimaju“ telo u celoj njegovoj masi (volumenu) jer deluju na svaku njegovu česticu; u suštini, način delovanja inercijalnih sila se ni po čemu ne razlikuje od gravitacionih, osim što su im uzroci različiti. Ovu njihovu osobinu Albert Ajnštajn iskoristio je za formulisanje svoga principa ekvivalentnosti inercijalnih i gravitacionih sila, koji predstavlja jednu od osnova njegove Opšte teorije relativnosti. Neke inercijalne sile su od posebnog značaja u analizi kretanja pa imaju i posebno ime: centrifugalna sila, koriolisova sila.

Masa tela je prikladna veličina za meru inertnosti tela samo kod razmatranja kretanja koje uključuje jedino translaciju, međutim, inercijalni efekti se pojavljuju i kod čistog rotacionog kretanja (stalna promena smera kretanja). Sama masa u takvom slučaju nije dovoljno dobra veličina pa se uvodi pojam momenta inercije. Moment inercije se definiše kao

\mathbf{}M=J\alpha

gde je \mathbf{}J moment inercije, \mathbf{\alpha} je ugaono ubrzanje u [rad/s2], a M je moment sile. Ova formula za rotaciono kretanje je potpuna analogija formule \mathbf{}F=ma koja važi za translatorno kretanje (osnovna jednačina dinamike-drugi Njutnov zakon). Moment sile, koji je, dakle, za rotaciono (kružno kretanje) analogan sili kod translatornog (pravolinijskog) kretanja može se odrediti i u vektorskoj formi kao vektorski proizvod.

\mathbf{}M=r \times F

gde je \mathbf{}r vektor najkraće udaljenosti napadne tačke sile od ose rotacije, usmeren od ove ose prema sili.

Literatura[uredi]

  • Ragep F. Jamil (2001a). „Tusi and Copernicus: The Earth's Motion in Context“. Science in Context (Cambridge University Press) 14 (1–2): 145–163. 
  • Ragep F. Jamil (2001b). „Freeing Astronomy from Philosophy: An Aspect of Islamic Influence on Science“. Osiris, 2nd Series 16 (Science in Theistic Contexts: Cognitive Dimensions): 49–64 & 66–71. Bibcode 2001Osir...16...49R. DOI:10.1086/649338. 
  • Butterfield, H (1957) The Origins of Modern Science ISBN 0-7135-0160-X
  • Clement, J (1982) "Students' preconceptions in introductory mechanics", American Journal of Physics vol 50, pp 66–71
  • Crombie, A C (1959) Medieval and Early Modern Science, vol 2
  • McCloskey, M (1983) "Intuitive physics", Scientific American, April, pp 114–123
  • McCloskey, M & Carmazza, A (1980) "Curvilinear motion in the absence of external forces: naïve beliefs about the motion of objects", Science vol 210, pp1139–1141

Spoljašnje veze[uredi]