Инерција

Из Википедије, слободне енциклопедије

Инерција или тромост је једна од основних особина свих тела у свемиру које имају масу, тј. маса је мера инертности физичких тела. То се својство манифестује као противљење тела промени стања свога кретања, што је описано Првим Њутновим законом (законом инерције).

У основи, то значи да би се телу променио интензитет, правац или смер брзине, на то тело мора деловати сила. Уочимо да за промену смера кретања није потребна и промена интензитета брзине.

Противљење промени стања кретања испољава се у појави инерцијалне силе која делује у неинерцијалном референтном систему чврсто везаном за само тело (у систему у којем тело мирује). Пошто се у овом систему убрзање (промена брзине) тела не опажа ово противљање се опажа као сила која делује без видљивог узрока или извора, па се зато и назива фиктивном или инерцијалном силом. Најједноставнији и свима добро познати пример за ово је вожња у аутомобилу који мења своју брзину (убрзава, успорава или мења смер брзине). Дакле, као што добро знамо из искуства, приликом убрзавања у вожњи седиште притискује наша леђа, као да нас нешто вуче према назад, док приликом успоравања настављамо са кретањем према ветробранском стаклу, као да нас нешто вуче према напред. Ефекат је израженији што је већа маса тела и/или промена брзине у јединици времена, тј. убрзање.

Вектор инерцијалних сила увек је усмерен у супротном смеру од вектора убрзања неинерцијалног система у којем их опажамо, а интезитет је једнак \mathbf{}F_{in}=ma. Инерцијалне силе су по природи масене (волуменске) силе (за разлику од контактних). Такве силе „прожимају“ тело у целој његовој маси (волумену) јер делују на сваку његову честицу; у суштини, начин деловања инерцијалних сила се ни по чему не разликује од гравитационих, осим што су им узроци различити. Ову њихову особину Алберт Ајнштајн искористио је за формулисање свога принципа еквивалентности инерцијалних и гравитационих сила, који представља једну од основа његове Опште теорије релативности. Неке инерцијалне силе су од посебног значаја у анализи кретања па имају и посебно име: центрифугална сила, кориолисова сила.

Маса тела је прикладна величина за меру инертности тела само код разматрања кретања које укључује једино транслацију, међутим, инерцијални ефекти се појављују и код чистог ротационог кретања (стална промена смера кретања). Сама маса у таквом случају није довољно добра величина па се уводи појам момента инерције. Момент инерције се дефинише као

\mathbf{}M=J\alpha

где је \mathbf{}J момент инерције, \mathbf{\alpha} је угаоно убрзање у [rad/s2], а М је момент силе. Ова формула за ротационо кретање је потпуна аналогија формуле \mathbf{}F=ma која важи за транслаторно кретање (основна једначина динамике-други Њутнов закон). Момент силе, који је, дакле, за ротационо (кружно кретање) аналоган сили код транслаторног (праволинијског) кретања може се одредити и у векторској форми као векторски производ.

\mathbf{}M=r \times F

где је \mathbf{}r вектор најкраће удаљености нападне тачке силе од осе ротације, усмерен од ове осе према сили.

Литература[уреди]

  • 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

Спољашње везе[уреди]