В этой статье вы найдете объяснение понятия инерции в физике и ее характеристики. Вы найдете различные существующие типы инерции, а также несколько примеров. Наконец, мы также покажем вам несколько связанных понятий, чтобы лучше понять их значение.
Что такое инерция в физике?
В физике инерция – это свойство тел оставаться в состоянии движения или покоя. Проще говоря, инерция — это сопротивление, которое оказывают тела при попытке изменить состояние своего движения, будь то скорость или направление.
Таким образом, чем более инертно тело или система, тем труднее изменить состояние их движения или покоя. Это означает, что для изменения указанного состояния движения необходимо приложить большую силу.
Например, телу, движущемуся с равномерным прямолинейным движением (постоянной скоростью), будет тем сложнее изменить свою скорость, чем больше инерция у тела. Напротив, будет относительно легко изменить его скорость, приложив внешнюю силу, если он имеет небольшую инерцию.
Виды инерции
В физике инерцию можно разделить на несколько типов:
- Тепловая инерция : это трудность тела или системы изменить свою температуру. Этот тип инерции зависит от тепловой мощности тела или системы. Поэтому будет сложно нагреть или охладить тело с высокой тепловой инерцией.
- Механическая инерция : состоит из трудности тела или системы изменить свое состояние движения или покоя. Она варьируется в зависимости от массы тела или системы и способа ее распределения. Механическую инерцию можно разделить на четыре подтипа:
- Статическая инерция : это инерция тел, находящихся в состоянии покоя.
- Динамическая инерция : это инерция движущихся тел.
- Поступательная инерция : это инерция, возникающая в движущихся телах.
- Вращательная инерция : это инерция, которой обладают тела, которые вращаются, то есть вращаются сами по себе.
Примеры инерции
Увидев определение инерции в физике, мы увидим несколько примеров, чтобы лучше понять эту концепцию.
- Например, сила, которую необходимо приложить к телу, чтобы сдвинуть его с места, зависит от его инерции. Чем больше его вес, тем большей инерцией он будет обладать и, следовательно, тем труднее будет его перемещать. С другой стороны, легкий предмет легко переместить.
- Еще одним примером воздействия инерции является торможение автомобиля. Если автомобиль движется с большой скоростью, его инерция будет больше и, следовательно, для его торможения потребуется большее усилие.
- Наконец, при попытке покатать ребенка на качелях сделать это сложнее, если ребенок много весит, поскольку у него больше инерции. Этот случай может быть примером инерции вращения, поскольку качели вращаются вокруг оси качания.
Принцип инерции
Принцип инерции , также называемый первым законом Ньютона, гласит следующее:
Тело остается в покое или движется с постоянной скоростью, если на него не действует внешняя сила. Следовательно, к телу необходимо приложить силу, чтобы изменить его состояние движения или покоя.
Ярким примером принципа инерции является любой объект, который остается на земле, поскольку объект не сдвинется с места, пока на него не подействует сила.
Как следует из названия, этот закон был впервые сформулирован физиком Исааком Ньютоном, заложившим основы классической механики.
силы инерции
Силы инерции — это фиктивные силы, которые появляются, когда в физике мы изучаем объект в неинерциальной системе отсчета, то есть в системе отсчета, которая меняет величину или направление своей скорости.
Другими словами, это тип сил, которые «придуманы» для того, чтобы соблюдались законы физики, в частности уравнение, которому должна реагировать система любого типа:
Логично, что силы инерции следует учитывать только в неинерциальных системах отсчета, таких как вращающаяся платформа. Если, например, мы используем землю в качестве системы отсчета (типичная система отсчета), нет необходимости включать этот тип сил.
Момент инерции
Момент инерции — это способ измерения инерции вращения тела или системы. Таким образом, момент инерции указывает на распределение масс тела или системы относительно оси вращения.
Следовательно, момент инерции зависит от геометрии тела или системы и положения оси вращения.
Формула расчета момента инерции системы:
Где m i — масса каждой частицы в системе, а r i — минимальное расстояние между каждой частицей и осью вращения.
Единицы измерения момента инерции – кг м 2 .