Что такое инерция?
Инерция — это стремление неподвижных тел сохранять неподвижность, а движущихся — продолжать движение. Вспомните поездку в автобусе. Как только автобус останавливается, вы чувствуете, что какая-то сила толкает вас вперед. Если вы стоите и при этом не держитесь за поручни, то при резком торможении можете даже упасть вперёд. Это происходит, потому что инерция вашего тела требует продолжать движение. Когда же автобус опять трогается с места, вас тянет назад, то есть ваше тело стремится остаться в покое.
В переводе с латинского языка inertia означает покой, бездеятельность. Это понятие ввел ещё Аристотель, который жил в IV веке до н. э. Но современное понимание инерции связано с именами Галилео Галилея и Исаака Ньютона.
Галилей исправил ошибку Аристотеля, который считал, что тело останавливается, если на него прекращают действовать какие-либо силы. Галилей же утверждал, что при отсутствии внешних сил тело стремится сохранять свою скорость.
Если скорость тела в отсутствие внешних сил равна нулю, это значит, что тело стремится оставаться в покое — это очевидно. Но если тело движется с определенной скоростью, оно также в отсутствие внешних воздействий будет её сохранять, то есть будет двигаться вечно.
Гениальность этого вывода Галилея в том, что он совершенно не следует из нашего опыта и экспериментов. Галилей сделал его с помощью логического мышления на основе наблюдений, а не на основе реалий, в которых нельзя обеспечить полное отсутствие внешних сил. Такой внешней силой является, например, трение, из-за которого обычно прекращается любое движение. Правило, которое вывел Галилей, мы называем законом инерции.
Ньютон обобщил этот закон. Предложенный им вариант мы называем первым законом Ньютона. Ньютон провозгласил:
Всякое тело продолжает удерживаться в своём состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние.
Чем больше масса тела, тем сильнее оно проявляет инерцию. Мы говорим, что тело с большей массой более инертно, чем тело с меньшей массой. Более инертному телу требуется большее время на то, чтобы изменить скорость на заданную величину, чем менее инертному телу.
Где используется явление инерции:
1. В спорте
После разбега мы продолжаем движение на коньках, лыжах, велосипеде.
Снаряды, которые метают спортсмены (ядро, молот, диск, копье, камни в кёрлинге) продолжают свое движение после того, как спортсмены сообщают им некоторую скорость.
2. В космонавтике
После того, как космический аппарат выходит на орбиту, он долго может двигаться с выключенными двигателями благодаря инерции.
3. При вождении автомобиля
Двигающийся автомобиль невозможно остановить мгновенно. Существует такое понятие как тормозной путь — расстояние, которое пройдет машина с момента срабатывания системы торможения до полной остановки. Тормозной путь зависит не только от массы и скорости автомобиля, но и от дорожного покрытия, вида шин, погодных условий. Кстати, для поезда тормозной путь может достигать 1 км и более.
Именно из-за существования закона инерции при повороте водители машин сбавляют скорость.
Чтобы предотвратить губительное действие инерции при резком торможении автомобиля или во время аварии, используются ремни безопасности: они не дают телу водителя или пассажира продолжать движение вперёд и тем самым предотвращают удар о твёрдые поверхности или вылет через лобовое стекло.
4. В быту
Когда мы встряхиваем термометр, чтобы сбросить ртутный столбик, мы используем закон инерции.
Пуля в ружье или стрела в луке неподвижны, пока их не заставят двигаться, соответственно, пороховые газы или спущенная тетива.
Закон инерции умеют использовать и животные. Чтобы сбросить неопытного наездника, лошадь резко останавливается.
Грузы, которые перевозятся на велосипедах, автомобилях, грузовиках, нужно хорошо закреплять, иначе неизбежны аварии: при начале движения или резком торможении груз может упасть, стремясь сохранить свою скорость.
