Elmagyarázzuk, mi az a tehetetlenség, és milyen típusai léteznek. Newton tehetetlenségi elve és mindennapi példák, ahol a tehetetlenséget tapasztalják.
Mi az a tehetetlenség?
Be van hívva fizikai tehetetlenség azzal az ellenállással szemben, amellyel a testek szembeszállnak mozgási állapotuk vagy mozdulatlanságuk megváltoztatása érdekében, akár sebességük, irányuk megváltoztatása, akár megállás érdekében; bár ez a kifejezés a fizikai állapotának változásaira is vonatkozik.
Egy ilyen testnek olyan erőre van szüksége, amely legyőzi a tehetetlenséget, hogy megváltoztassa a pályáját, ami egyébként betartaná a test törvényeit. mozgalom egyenletes egyenes vonalú, vagy mozgást kezdeményez, különben nyugalomban maradna. Ezt persze figyelembe véve, hogy nincs abszolút nyugalom vagy egyenes és egyenletes mozgás a világegyetem, kivéve a referenciarendszeren alapuló (tól megfigyelés). Ezért szeretik "relatív pihenésről" beszélni.
Ily módon egy test o rendszer Annyira nagyobb lesz a tehetetlensége, hogy nagyobb intenzitású erőkre van szüksége mozgásállapotának vagy fizikai állapotának módosításához. A „tehetetlenségi erők” azok erők fiktív, amelyet a megfigyelő a vonatkoztatási kereten belül észlel.
A tehetetlenség típusai
Így a fizikában kétféle tehetetlenség különböztethető meg: mechanikai és termikus.
- Mechanikai tehetetlenség. A mozgás és a mozdulatlanság módosításának nehézségével kapcsolatos, amint azt korábban kifejtettük. Ez közvetlenül függ a mennyiségétől tömeg a test vagy a rendszer és a tehetetlenségi tenzor.
- Termikus tehetetlenség. Egy test vagy rendszer módosításának nehézségét méri hőfok más tárgyakkal érintkezve vagy közvetlenül felmelegítve. Ez a test vagy rendszer hőkapacitásától függ.
A mechanikai tehetetlenség azonban a következőkre osztható:
- Dinamikus tehetetlenség. Relatív mozgásban lévő testek mutatják be.
- Statikus tehetetlenség. Relatív nyugalomban lévő testek mutatják be.
- Forgási tehetetlenség. Forgó mozgást mutató testek mutatják be.
- Fordítási tehetetlenség. A testek teljes tömegéhez kapcsolódik.
Tehetetlenségi elv
A tehetetlenség elve, az úgynevezett Newton első törvényekimondja, hogy a testek hajlamosak megőrizni nyugalmi állapotukat vagy egyenletes egyenes vonalú mozgásukat mindaddig, amíg olyan külső erő hat rájuk, amely képes legyőzni kitartás, amelyet a korábban említett módon tehetetlenségi erőnek neveznek.
A fizika ezen elvét Sir Isaac Newton matematikailag fogalmazta meg munkájában Philosophiae naturalis principia mathematica 1687-ben jelent meg, Galileo Galilei jól ismert tehetetlenségi törvénye alapján. Egyik alapfogalma pedig a nyugalmi állapot (0. sebesség) és az egyenes vonalú és egyenletes mozgás ekvivalenciája, hiszen mindkét esetben, ha előfordulnak, azt jelentik, hogy nem hat külső erő a kérdéses testre.
Másrészt ha megfigyelünk egy testet utazás és fokozatosan veszít a sebességből, ezt a sebességcsökkenést a tehetetlenségi elvét legyőző súrlódási erők hatásának tulajdoníthatjuk.
Példák a tehetetlenségre
A tehetetlenség számos példán keresztül igazolható és tapasztalható. Néhányuk lehet:
- Biztonsági öv. Ha egy jármű állandó sebességgel halad, az utasai megosztják ezt a sebességet vele. De ha a sofőr hirtelen megállítja a járművet (vagy ütközik egy másikkal, amely megakadályozza, hogy továbbhaladjon a pályáján), az utasok érezni fogják a tehetetlenségi erőt, ami arra készteti őket, hogy fenntartsák a megállás előtti mozgást, előre lökve őket. Ekkor a biztonsági öv beavatkozik, legyőzi a tehetetlenséget és megszakítja mozgásukat, megakadályozva, hogy a szélvédőnek ütközzenek.
- Nehéz tárgy lökése. Amikor nyugalomban nyomunk egy nehéz tárgyat, úgy érezzük, hogy le kell győzni a tehetetlenséget a tolók erejével. A legyőzés után a tárgy könnyebben fog mozogni, mivel mozgásban lesz; de kezdetben ellenáll a mozgásnak.
- Gyorsan húzz egy terítőt. A bűvészek tipikus cselekedetében a terítőt olyan tárgyakkal húzzák, amelyek a tehetetlenségi erők hatására a helyükön maradnak, és nem mozdulnak el a ruhával együtt.
- Vonatok fékezése. Amikor a vonatok meg akarnak állni az állomáson, eltart egy ideig, mert olyan nagy a tehetetlenség, hogy nagyobb tér fékezés.
- Az építmények vályogja. Az Adobe elterjedt építőanyag, különösen a legbizonytalanabb otthonokban, mert nagy hőtehetetlenséggel rendelkezik: ellenáll a felmelegedésnek, hűvösen tartja az otthon belsejét.