この記事では、物理学における慣性の原理とその数式について説明します。さらに、慣性原理の日常生活からのいくつかの例を見ることができます。
慣性原理とは何ですか?
慣性の原理 は、ニュートンの第一法則とも呼ばれ、次のことを規定する物理法則です。
外力が作用しない場合、物体は静止または一定の速度を保ちます。言い換えれば、運動状態または静止状態を変化させるには、物体に外力を加える必要があります。
たとえば、地面に静止している物体は、力が作用するまで動きません。
したがって、慣性の原理は、物体が等速直線運動で (一定の線速度で) 動く場合、これには 2 つの理由がある可能性があることを意味します。1 つは外力が作用しないこと、またはシステム全体の力の結果がゼロであることです。 。 。
物理学者のアイザック ニュートンは、慣性の原理とともに、力学の基礎と考えられる他の 2 つの原理、力学の基本原理と作用と反作用の原理を定式化しました。
物理学では、慣性の原理は慣性の法則とも呼ばれます。この用語を聞いたことがある人は、まったく同じ意味です。
慣性原理の例
慣性原理の定義は理解できたので、このセクションでは、その意味をより深く理解するために、この原理の例をいくつか示します。
- 慣性原理のわかりやすい例は、床に置かれた静止テーブルです。誰もテーブルを押さなければ、テーブルは動かず、同じ場所に留まります。しかし、テーブルに対して十分に大きな力が加えられると、テーブルは速度を獲得し、したがって動作状態が変化します。
- 慣性原理のもう 1 つの例は、宇宙空間を一定の速度で移動する宇宙探査機です。惑星の重力の影響が克服されると、宇宙には摩擦や他の種類の力はなくなります。したがって、探査機には力が作用しないため、宇宙空間を一定の速度で移動します。
- 一定の速度で移動する車も慣性原理の一例です。加速せずに移動するには、結果として生じる力がゼロでなければならないからです。車が前に進むとき、動きに逆らって摩擦力が車に作用するため、一定の速度で進むためには、車のエンジンは同じ大きさと方向で逆方向の力を及ぼさなければなりません。このようにして、2 つの力が互いに対抗し、車は常に同じ速度で移動します。
慣性原理の公式
数学的に言えば、慣性原理の公式は、物体に加えられる力の合計がゼロに等しい場合、その物体の加速度もゼロであることを示しています。逆もまた真です。つまり、物体の加速度がゼロの場合、外力の合計は必然的にゼロになる必要があります。
一方、運動量が一定のときは外力の総和がゼロになるため、慣性原理は運動量（または線運動量）によっても定式化できます。
これらの式は慣性の原理を代数的に表現するためにのみ使用されることに注意してください。重要なことは、ニュートンの第一法則の概念を理解し、それが満たされるためにはすべての力の合計がゼロでなければならないことを理解することです。
慣性の原理の応用の 1 つは、物理学の問題を解決することです。実際、物理学の演習は通常、ニュートンの 3 原則に基づいています。ここで慣性の原理に基づいた演習を解くことができます。