Εξηγούμε τι είναι η αδράνεια και ποιοι τύποι υπάρχουν. Η αρχή της αδράνειας του Νεύτωνα και καθημερινά παραδείγματα όπου βιώνεται η αδράνεια.
Τι είναι η αδράνεια;
Καλείται μέσα φυσικός αδράνεια στην αντίσταση που αντιστέκονται τα σώματα για να τροποποιήσουν την κατάσταση κίνησης ή ακινησίας τους, είτε για να αλλάξουν την ταχύτητα, την πορεία τους είτε για να σταματήσουν. αν και ο όρος ισχύει επίσης για τροποποιήσεις της φυσικής σας κατάστασης.
Ένα τέτοιο σώμα απαιτεί μια δύναμη που υπερνικά την αδράνεια για να αλλάξει την τροχιά του, η οποία διαφορετικά θα τηρούσε τους νόμους του κίνηση ομοιόμορφο ευθύγραμμο, ή για να ξεκινήσει μια κίνηση, διαφορετικά θα παρέμενε σε ηρεμία. Αυτό, βέβαια, λαμβάνοντας υπόψη ότι δεν υπάρχει απόλυτη ανάπαυση ή ευθύγραμμη και ομοιόμορφη κίνηση στο σύμπαν, εκτός από το σύστημα αναφοράς (από παρατήρηση). Γι' αυτό προτιμάται να μιλάμε για «σχετική ανάπαυση».
Με αυτόν τον τρόπο, ένα σώμα ο Σύστημα Θα έχει μεγαλύτερη αδράνεια στο βαθμό που απαιτεί δυνάμεις μεγαλύτερης έντασης για να τροποποιηθεί η κατάσταση κίνησής του ή να τροποποιηθεί η φυσική του κατάσταση. Οι «δυνάμεις αδράνειας» είναι δυνάμεις πλασματικό που αντιλαμβάνεται ο παρατηρητής εντός του πλαισίου αναφοράς.
Τύποι αδράνειας
Έτσι, στη φυσική διακρίνονται δύο τύποι αδράνειας: η μηχανική και η θερμική.
- Μηχανική αδράνεια. Σχετίζεται με τη δυσκολία τροποποίησης της κίνησης και της ακινησίας, όπως έχουμε εξηγήσει προηγουμένως. Εξαρτάται άμεσα από την ποσότητα μάζα του σώματος ή του συστήματος και του τανυστή αδράνειας.
- Θερμική αδράνεια. Μετρά τη δυσκολία ενός σώματος ή συστήματος να το τροποποιήσει θερμοκρασία έρχονται σε επαφή με άλλα αντικείμενα ή θερμαίνονται απευθείας. Εξαρτάται από τη θερμική ικανότητα του σώματος ή του συστήματος.
Ωστόσο, η μηχανική αδράνεια μπορεί με τη σειρά της να υποδιαιρεθεί σε:
- Δυναμική αδράνεια. Παρουσιάζεται από σώματα σε σχετική κίνηση.
- Στατική αδράνεια. Παρουσιάζεται από σώματα σε σχετική ανάπαυση.
- Περιστροφική αδράνεια. Παρουσιάζεται από σώματα που εμφανίζουν περιστροφική κίνηση.
- Μεταφραστική αδράνεια. Συνδέεται με τη συνολική μάζα των σωμάτων.
Αρχή αδράνειας
Η αρχή της αδράνειας, γνωστή ως το Πρώτος Νόμος του Νεύτωνα, δηλώνει ότι τα σώματα θα τείνουν να διατηρούν την κατάσταση ηρεμίας ή την ομοιόμορφη ευθύγραμμη κίνησή τους έως ότου ασκηθεί σε αυτά μια εξωτερική δύναμη ικανή να υπερνικήσει την εν λόγω αντοχή, η οποία ονομάζεται, όπως είπαμε προηγουμένως, αδρανειακή δύναμη.
Αυτή η αρχή της φυσικής διατυπώθηκε μαθηματικά από τον Sir Isaac Newton στο έργο του Philosophiae naturalis principia mathematica που δημοσιεύθηκε το 1687, με βάση τον γνωστό νόμο της αδράνειας του Galileo Galilei. Και μία από τις θεμελιώδεις έννοιές του είναι η ισοδυναμία μεταξύ της κατάστασης ηρεμίας (ταχύτητα 0) και εκείνης της ευθύγραμμης και ομοιόμορφης κίνησης, αφού και στις δύο περιπτώσεις, αν συμβούν, υποδηλώνουν ότι δεν ασκείται εξωτερική δύναμη στο εν λόγω σώμα.
Από την άλλη, αν παρατηρήσουμε ένα σώμα ταξίδι και σταδιακά χάνει την ταχύτητα, μπορούμε να αποδώσουμε αυτή την απώλεια ταχύτητας στην επίδραση των δυνάμεων τριβής που ξεπερνούν την αδρανειακή αρχή της.
Παραδείγματα αδράνειας
Η αδράνεια μπορεί να επαληθευτεί και να βιωθεί μέσα από πολλά παραδείγματα. Μερικά μπορεί να είναι:
- Ζώνη ασφαλείας. Όταν ένα όχημα κινείται με σταθερή ταχύτητα, οι επιβάτες του μοιράζονται αυτήν την ταχύτητα μαζί του. Αλλά αν ο οδηγός σταματήσει ξαφνικά το όχημα (ή συγκρουστεί με άλλο που το εμποδίζει να συνεχίσει την τροχιά του), οι επιβάτες θα αισθανθούν την ώθηση της αδράνειας που τους κάνει να διατηρήσουν την κίνηση που είχαν πριν από τη στάση, ρίχνοντάς τους μπροστά. Τότε επεμβαίνει η ζώνη ασφαλείας, ξεπερνά την αδράνεια και διακόπτει την κίνησή τους, εμποδίζοντάς τους να χτυπήσουν στο παρμπρίζ.
- Σπρώχνοντας ένα βαρύ αντικείμενο. Όταν σπρώχνετε ένα βαρύ αντικείμενο σε ηρεμία, γίνεται αισθητή η ανάγκη να ξεπεραστεί η αδράνεια με τη δύναμη αυτών που σπρώχνουν. Μόλις νικηθεί, το αντικείμενο θα κινηθεί πιο εύκολα, καθώς θα βρίσκεται σε κίνηση. αλλά αρχικά θα αντισταθεί στη μετακίνηση.
- Τραβήξτε γρήγορα ένα τραπεζομάντιλο. Στην τυπική πράξη των μάγων, τραβιέται ένα τραπεζομάντιλο με αντικείμενα από πάνω, τα οποία παραμένουν στη θέση τους λόγω αδρανειακών δυνάμεων και δεν κινούνται μαζί με το πανί.
- Φρενάρισμα τρένων. Όταν τα τρένα επιδιώκουν να σταματήσουν στο σταθμό, χρειάζονται λίγο χρόνο για να το κάνουν, καθώς η αδράνεια που φέρνουν είναι τόσο υψηλή που απαιτούν μεγαλύτερη χώρος φρενάρισμα.
- Η πλίθα των κατασκευών. Το Adobe είναι ένα κοινό οικοδομικό υλικό, ειδικά στα πιο επισφαλή σπίτια, επειδή έχει μεγάλη θερμική αδράνεια: αντιστέκεται στη θέρμανση, διατηρώντας το εσωτερικό του σπιτιού πιο δροσερό.