Inertie a zákony pohybu

Setrvalost je jméno pro tendenci objektu v pohybu zůstat v pohybu, nebo objekt v klidu zůstat v klidu, pokud nebude jednat silou. Tento koncept byl kvantifikován v roce 2007 Newtonův první zákon pohybu.

Slovo setrvačnost přišlo z latinského slova dovnitř, což znamená, že je nečinný nebo líný a poprvé jej použil Johannes Kepler.

Inertie je kvalita všech předmětů vyrobených z hmoty, která má hmotu. Stále dělají to, co dělají, dokud síla nezmění jejich rychlost nebo směr. Míč, který stojí na stole, se nezačne pohybovat, dokud na něj něco nevtáhne, ať už je to vaše ruka, poryv vzduchu nebo vibrace z povrchu stolu. Pokud byste hodili kouli ve vakuu bez tření vesmíru, pohybovalo by se stejnou rychlostí a směrem navždy, pokud by nepůsobilo gravitací nebo jinou silou, jako je kolize.

Hmotnost je měřítkem setrvačnost. Objekty s vyšší hmotou odolávají změnám v pohybu více než objekty s nižší hmotností. Masivnější míč, jako je ten vyrobený z olova, bude více zatlačovat, aby se začal házet. Míč z polystyrenu stejné velikosti, ale s nízkou hmotností, může být uveden do pohybu vdechnutím vzduchu.

V každodenním životě vidíme, jak se kuličkové koule odpočívají. Dělají to však proto, že na ně působí gravitační síla a účinky tření a odporu vzduchu. Protože to je to, co pozorujeme, po mnoho staletí se západní myšlení řídilo teorií Aristoteles, kdo říkal, že pohybující se objekty nakonec odpočinuli a potřebovali nepřetržitou sílu udržet je v pohyb.

V sedmnáctém století Galileo experimentoval s kuličkami na nakloněných rovinách. Zjistil, že se snížením tření kuličky stočené dolů po nakloněné rovině dosáhly téměř stejné výšky, jak se valily zpět do protilehlé roviny. Zdůvodnil, že pokud nebude existovat žádné tření, budou klesat ze svahu a pak se budou navždy valit na vodorovném povrchu. Nebylo to něco vrozeného v kouli, který způsobil, že se to zastavilo; byl to kontakt s povrchem.

Isaac Newton rozvinul principy uvedené v Galileových pozorováních do svého prvního zákona o pohybu. Jakmile se míček uvede do pohybu, vyžaduje silou, aby zabránil v pokračování v pohybu. Změnu rychlosti a směru vyžaduje sílu. Nepotřebuje sílu, aby pokračoval v pohybu stejnou rychlostí ve stejném směru. První zákon pohybu je často označován jako zákon setrvačnosti. Tento zákon se vztahuje na inerciální referenční rámec. Důsledek 5 z NewtonPrincipia říká:

Pohyby těl obsažené v daném prostoru jsou mezi sebou stejné, ať už je tento prostor v klidu, nebo se pohybuje rovnoměrně vpřed v přímce bez kruhového pohybu.

Tímto způsobem, pokud pustíte míč na jedoucí vlak, který se nezrychluje, uvidíte, jak míč padá přímo dolů, jako byste na vlak, který se nepohyboval.