biathlonmordovia.ru → Осветителна техника

Какво е инерция на тялото. Какво е инерция? Какво е инерция?

Полковник Краус фон Цилергут, героят на безсмъртната творба на Ярослав Хашек „Приключенията на добрия войник Швейк по време на световната война“, се изрази по този въпрос по съвсем нетрадиционен начин. Тъпият и приказлив полковник се оплака от колата:

- Като свърши целият бензин, колата спря принудително... И след това още говорят за инерция, господа! Е, не е ли смешно?

Нека се посмеем заедно на невежеството на полковника и след като се смеем, нека помислим върху това. Наистина, какво да кажем за инерцията? В края на краищата те казват и дори пишат в книгите, че ускорена кола след изключване на двигателя се движи по инерция. А в училищните учебници по физика пише, че движението по инерция е равномерно, праволинейно и няма край. Поне така първият закон на Нютон тълкува такова движение. Следователно колата на Хашек, движеща се по инерция, ще продължи да се движи и ще продължи да се движи цяла вечност. Вярно, по права линия и с постоянна скорост...

Тук трябва да признаем, че нещастният Краус фон Зелергут далеч не е единственият, който има много бегла представа за инерцията. Затова нека поговорим по-подробно за това основно свойство на материята.

Инерцията (инерция) в превод от латински означава „почивка“, „бездействие“. Под инерция или инерция разбираме желанието на тялото да поддържа състоянието си непроменено по отношение на инерционна (при първо приближение неподвижна) референтна система. Тоест, ако върху тялото не действат външни сили (приложени от други тела и околната среда като цяло) или ако тези сили се балансират взаимно, тогава тялото поддържа състояние на покой или равномерно линейно движение (и това в механиката е същото като почивка, така наречената относителна почивка).

Ако върху тялото действа неуравновесена система от външни сили, то постепенно започва да променя скоростта. Под въздействието на едни и същи сили по-инерционните тела (по-инертните) променят скоростта си по-бавно. Разбира се, странно е да чуете думата „постепенно“, когато говорим например за удар или изстрел, но въпреки това скоростите там се променят постепенно - не моментално. Ускоряващ се куршум или билярдна топка може да бъде заснет на филм с високоскоростна филмова камера и можете да се уверите, че тялото (топката или куршумът) не е придобило скорост моментално, а постепенно - макар и много бързо.

Ориз. 20. Инерционно набиване на брадва

Всички сме запознати с „триковете“, свързани с инерцията. Ако рязко издърпате покривката, предметите върху нея не падат. Чукът приляга по-плътно към дръжката, ако ударите дръжката на първия отзад с друг чук (фиг. 20). Особено впечатляващо е изживяването, когато тежък предмет - товар - е окачен на конец, а от него виси друга нишка, като при желание можете да скъсате всяка от тях - или тази, на която е окачен предметът, или висящата един. Ако издърпате рязко висящата нишка, инерцията на товара няма да му позволи да се ускори и висящата нишка ще се скъса. Ако дърпаме бавно, тогава силата, с която дърпаме надолу, ще се добави към гравитацията на товара и горната нишка се скъсва: инерцията в този случай „помага“ много малко поради „статичното“ напрежение на нишките, когато скоростта на товара се променя много бавно (фиг. .21).

Ориз. 21. Опит с късане на конци по желание

Мярката за инерция на тялото е неговата маса. Изненадващо естеството на масата все още не е изяснено. Свойството инерция се появява в така наречената инерционна отправна система. По-рано казахме, че в първо приближение това е стационарна система. Но в света няма нищо абсолютно неподвижно - всичко се движи едно спрямо друго. Земята се върти около оста си и около Слънцето, да не говорим за смущенията в нейното въртене поради движението на други планети. Слънцето се движи спрямо центъра на Галактиката, Галактиката се разсейва спрямо центъра на света, което... и т.н.

Какво тогава да правим с инерционната отправна система, където е валиден законът за инерцията, според който едно тяло, ако върху него не действат неуравновесени сили, е в състояние на относителен покой, тоест може да бъде неподвижно спрямо някаква инерционна отправна система или се движат равномерно и праволинейно спрямо нея или друга инерционна система? Освен това всяка отправна система, движеща се равномерно и праволинейно по отношение на инерциалната отправна система, сама по себе си става инерционна.

Ако обаче нашата референтна система се движи неравномерно или нелинейно по отношение на инерциалната система, тогава тя не може да бъде инерционна, тъй като законът на инерцията вече няма да се наблюдава в нея, свойствата на инерцията на масивни тела няма да се проявят, и следователно законите на движението и запазването – основните закони на механиката. Това ще се случи, защото материална точка, поставена в неинерциална система, ще има ускорение дори при липса на външни действащи сили, тъй като и без тях тя ще участва в ускореното транслационно или въртеливо движение на самата отправна система.

По този начин инерционната референтна система е просто научна абстракция. Реалната отправна система винаги се свързва с конкретно тяло - Земята, корпуса на кораб, самолет или автомобил, което не е неподвижно. Ако искаме да имаме много точна (абсолютно - недостижима!) инерциална отправна система, ще трябва да поставим центъра й в центъра на Слънцето - по-точно в центъра на масата на Слънчевата система, и да насочим осите й до три неподвижни (условно) звезди (фиг. 22, а). За повечето технически проблеми центърът на инерциалната система може да бъде преместен от центъра на Слънцето към центъра на Земята, а осите могат да бъдат насочени към същите звезди. В много груби случаи системата може да бъде твърдо свързана със Земята, която, както е известно, далеч не е стационарна (фиг. 22, b).

Ориз. 22. Схема на инерциалните отправни системи: а – свързана със Слънцето; b – свързан със Земята

Както можете да видите, концепцията за инерцията не е проста. Следователно има смисъл да започнем да го изучаваме, така да се каже, с историята на проблема: нека се преместим в Древна Гърция - люлката на науката - и да видим как концепцията за инерцията произхожда от древната механика.

Вече знаем, че Аристотел пряко свързва движението със силата. f

Очевидно, ако силата е нула, тогава скоростта ще бъде същата. Но Аристотел знаеше много добре, че стрела, изстреляна от лък, продължава да се движи, след като силата на тетивата престане да действа върху нея; Камъкът, пуснат от ръката, продължава да лети. Аристотел има свой отговор на това - така наречената теория за антиперистазата. Същността му беше, че в момента на хвърляне на камък ръката привежда в движение не само камъка, но и околната среда, в случая въздуха. Ръката придава на околната среда определено „виртуално движение“ - способността да предава движение на други тела. Премествайки се на съседно място поради „виртусното движение“, камъкът премества нов участък от околната среда и т.н. Аристотел обяснява забавянето на процеса на такова движение, което се дължи на съпротивлението на околната среда, с факта, че при прехвърлянето на „виртусното движение“ от камъка към въздуха и обратно част от него се губи и движението постепенно се забавя. Това означава, че такова движение не трябва да се случва в празнотата, но само в празнотата може да се постигне движение по инерция, когато върху тялото не действат съпротивителни сили. Но Аристотел не признаваше празнотата; той дори се смееше на онези, които се опитваха да използват това понятие. „Какво е празнота?“ - попита той. И той отговори: "Това е място без тела, поставени там."

Всяко тяло продължава да се поддържа в състояние на покой или равномерно и праволинейно движение, докато и освен ако не бъде принудено от приложени сили да промени това състояние.

Съвременна формулировка на закона:

История

Древногръцките учени, съдейки по произведенията, достигнали до нас, разсъждават върху причините за извършването и прекратяването на движението. Във „Физика” на Аристотел (IV век пр.н.е.) се дава следното разсъждение за движението в празнотата:

Самият Аристотел обаче вярва, че празнотата не може да съществува в природата, а в другата му работа, Механиката, се посочва:

Наблюденията наистина показват, че тялото спира, когато силата, която го тласка, престане. Естественото противопоставяне на външните сили (сили на триене, съпротивление на въздуха и др.) на движението на избутваното тяло не е взето предвид. Следователно Аристотел свързва неизменността на скоростта на движение на всяко тяло с неизменността на приложената към него сила.

Само две хилядолетия по-късно Галилео Галилей (1564-1642) успява да поправи тази грешка на Аристотел. В своя труд „Разговори за две нови науки” той пише:

Тази преценка не може да бъде извлечена директно от експеримента, тъй като е невъзможно да се изключат всички външни влияния (триене и др.). Следователно тук Галилей за първи път използва метода на логическото мислене, основан на преки наблюдения и подобен на математическия метод на доказателство от противоречие. Ако наклонът на една равнина към хоризонталата причинява ускорение на тяло, движещо се надолу по нея, и забавяне на тяло, движещо се нагоре по нея, тогава, когато се движи по хоризонтална равнина, тялото няма причина да се ускорява или забавя и трябва да е в състояние на равномерно движение или покой.

Така Галилей просто и ясно доказва връзката между силата и изменението на скоростта (ускорението), а не между самата сила и скоростта, както смятат Аристотел и неговите последователи. Това откритие на Галилей влезе в науката като Закон за инерцията. Трябва да се отбележи, че Галилей позволява свободно движение не само по права линия, но и в кръг (очевидно по астрономически причини). В съвременната си форма законът за инерцията е формулиран от Декарт. Нютон включва закона за инерцията в своята система от закони на механиката като първи закон.

Свързани понятия

Инерция- свойството на тялото да предотвратява в по-голяма или по-малка степен промяна в скоростта си спрямо инерционната референтна система, когато е изложено на външни сили. Мярката за инерция във физиката е инерционната маса.

Вижте също

Литература

Лийч Дж.Класическа механика. М.: Чуждестранни. литература, 1961г.

Спаски B.I.. История на физиката. М., „Висше училище“, 1977 г.
Том 1. Част 1; Част 2

Том 2. Част 1; Част 2

Кокарев С. С.Три лекции по законите на Нютон. Ярославъл. сб. Сборник на RNEC Logos, том. 1, 45-72, 2006.

Бележки

Фондация Уикимедия. 2010 г.
Синоними:
Антоними:
Вижте какво е „инерция“ в други речници:

- (лат. инерция, от iners неизкуствен). Общо физическо свойство на телата: неспособността спонтанно да променят позицията си както в покой, така и по време на движение. Речник на чуждите думи, включени в руския език. Чудинов A.N., 1910 г.… … Речник на чуждите думи на руския език

Вижте Маса. Философски енциклопедичен речник. 2010. ИНЕРЦИЯ (от латински inertia - бездействие) - в механиката ... Философска енциклопедия

Инерция- Инерция ♦ Инерция Колкото и парадоксално да звучи, инерцията е преди всичко сила - способността на тялото да поддържа позицията си в движение или в покой. Всъщност, според принципа на инерцията, материалният обект сам поддържа състояние на покой или... Философски речник на Спонвил

инерция- и, f. инерция лат. инерция. 1. Свойството на телата да поддържат състояние на покой или движение до някое сила няма да ги извади от това състояние. БАН 1. Конят се предаде на силата на инерцията, която го отнесе далеч отвъд канавката. Плътно. А. Каренина....... Исторически речник на галицизмите на руския език

Вижте мързела... Речник на синонимите

- (от латински inertia бездействие) (инерция), в механиката свойството на материята. тела, което е отразено в 1-ви и 2-ри закон на механиката на Нютон. Когато вътр. влиянията върху тялото (силите) отсъстват или взаимно се балансират, I. се проявява във факта, че тялото... ... Физическа енциклопедия

Същото като инерцията... Голям енциклопедичен речник

Как да се движим по инерция?

Преди почти 2500 години древногръцкият учен Аристотел твърди: за да се движи едно тяло, то трябва да се „движи“ през цялото време и колкото по-голяма е скоростта на тялото, толкова повече усилия трябва да се прилагат. Именно влиянието на едно тяло върху друго Аристотел нарича сила.

Според Аристотел силата е причината за движението.

Големият италиански учен Галилео Галилей е първият учен, преминал от наблюдения към експерименти. Изучавайки движението на телата при условия на максимално намаляване на силата на триене (Галилео експериментира с топки, които се търкаляха от наклонен улей), ученият формулира закон, наречен "закон за инерцията".
Ако върху тялото не действат други тела, то остава в състояние на покой или се движи праволинейно и равномерно.

Способността на телата да поддържат скоростта си непроменена, ако върху тях не действат други тела, се нарича явление инерция.

Движение по инерция може да се счита за движението на шайбата след удар с пръчка или движението на топката по алеята по време на игра на боулинг. По инерция ездачът прелита над главата на коня, ако конят се спъне; Спортист прелита над кормилото на велосипед поради инерция и поради невнимание се натъква на препятствие.
Как трябва да се държи едно тяло, което не се влияе от други тела? Както твърди Аристотел, такова тяло трябва да е в покой, скоростта му трябва да е нула.

Според Нютон ускорението на такова тяло трябва да е нула.

Според учението на Нютон силата е причина за промените в движението на телата.

Това означава, че в определена референтна система тяло, което не се влияе от други тела, може или да бъде в покой, или да се движи праволинейно и равномерно. Това е първият закон на Нютон:

Всяко тяло продължава да бъде в състояние на покой или равномерно и праволинейно движение, докато и освен ако не бъде принудено да промени това състояние от сили, приложени към него.

По-късно обаче стана ясно, че първият закон на Нютон не се прилага във всички референтни системи. И така, той работи с изключителна точност в референтната рамка, свързана със Земята, но в референтната система, свързана с кола, която се движи по мост, първият закон на Нютон не работи, ако колата започне да ускорява или забавя.

Тези отправни системи, в които се прилага законът на инерцията, се наричат инерциални, а тези, в които той не се прилага, се наричат неинерциални.

Според съвременните концепции първият закон на Нютон е формулиран, както следва:

Има такива референтни системи, спрямо които телата запазват скоростта си непроменена, ако върху тях не действат други тела или действията на други тела се компенсират.

И така, има референтни системи, в които действа законът на инерцията. Всяко свободно тяло може да бъде свързано с отправна система, наречена инерциална. По този начин има безкрайно много инерциални отправни системи. В много задачи инерциалната отправна система може да се счита с висока степен на точност за отправна система, свързана със Земята.

Свързваме думата „инерция“ с физиката, но често я използваме в ежедневието, без да се съобразяваме с тази наука. Нека да разберем какво е инерцията.

Значението на думата

Тази дума дойде при нас от латински език: инерция. Инерцията означава „бездействие“.

Инерцията е свойството на тялото да поддържа първоначалното си състояние на покой или равномерно движение, когато върху него не действат сили (количката се е търкаляла по инерция).

Думата се използва и в преносен смисъл: инертност означава безинициативност, бездействие. В тази връзка популярният израз е „да правиш нещо по инерция“ или „да живееш по инерция“, което означава извършване на някои действия по навик, без да се полагат много усилия. Синоним е изразът „пусни се по течението“.

Съществува и прилагателното "инертен". Тя, както може би се досещате, може да бъде заменена с думата „неактивен“.

Инерцията в закона на Нютон

Известният физик Исак Нютон провъзгласи съществуването на инерционни референтни системи, тоест тези, спрямо които движещите се тела запазват скоростта си непроменена, ако върху тях не действат други тела или действието на други тела се компенсира. Това е така нареченият първи закон на Нютон. Нарича се още закон на инерцията, тъй като това явление за поддържане на скоростта на праволинейно равномерно движение (или покой) на тялото се нарича инерция.

Има и други отправни системи, но всички те, независимо какви са - движещи се с ускорение или въртящи се - ще се наричат неинерциални.

Не може да се каже, че Нютон е пионер в това отношение, тъй като той се позовава на трудовете на Г. Галилей, който пръв заявява, че ако върху едно тяло не действа друга сила, това изобщо не означава, че то е в покой. Напротив, това е състоянието на равномерно и праволинейно движение, което е като че ли естествено за тялото, а покоят е по-скоро частен случай на такова движение, чиято скорост е нула. Това равномерно и праволинейно движение на самото свободно тяло се нарича движение по инерция.

Инерционна сила

Във физиката има и такова понятие като силата на инерцията. Този термин се използва широко в механиката. Тази концепция се прилага за д'Аламбертови, Ойлерови и Нютонови сили.