Inercija

Sa Wikipedije, slobodne enciklopedije

Odjeljak isključivo posvećen fizici

Inercija ili tromost je jedno od osnovnih osobina svih čestica u svemiru koje imaju masu, tj. masa je mjera inercije tijela. To se svojstvo manifestuje kao opiranje tijela promjeni stanja gibanja, što je izrečeno prvim Newtonovim zakonom.

U osnovi, to znači da bi se tijelu promijenio intenzitet brzine i/ili smjer brzine, na to tijelo mora djelovati sila. Uočimo da za promjenu smjera kretanja nije potrebna i promjena intenziteta brzine. Opiranje promjeni stanja kretanja očituje se u pojavi inercijalne sile koju tijelo "osijeća" prilikom ubrzavanja i/ili prilikom kretanja po nepravolinijskoj putanji.

Dobar ilustrativni primjer za slučaj promjene intenziteta brzine je vožnja u automobilu. Svi znaju iz iskustva da prilikom ubrzavanja u vožnji sjedalo pritišće na naša leđa, kao da nas nešto vuče prema natrag, dok prilikom usporavanja nastavljamo s kretanjem prema vjetrobranskom staklu, kao da nas nešto vuče prema naprijed. Efekat je izraženiji što je veća masa tijela i/ili promjena brzine, tj. ubrzanje.

Vektor inercijalnih sila uvijek gleda u suprotnom smjeru od vektora ubrzanja, a intezitet je jednak $\mathbf{}F_{in}=m*a$ . Inercijalne sile su po prirodi masene (volumenske) sile (za razliku od kontaktnih). Takve sile "prožimaju" tijelo u cijeloj njegovoj masi (volumenu) jer djeluju na svaku njegovu česticu; u biti, priroda inercijalnih sila se ni po čemu ne razlikuje od gravitacijskih, osim što su im uzroci različiti. Neke inercijalne sile su od posebnog značaja u analizi kretanja pa imaju i posebno ime: centrifugalna sila, Coriolisova sila.

Masa tijela je prikladna veličina za mjeru inercije samo kod razmatranja kretanja koje uključuje translaciju, međutim, inercijalni efekti se pojavljuju i kod čistog rotacijskog kretanja (stalno mijenjanje smjera kretanja). Sama masa u takvom slučaju nije dovoljno dobra veličina pa se uvodi pojam inercijalnog momenta. Inercijalni moment se definiše kao

$\mathbf{}M_{in}=J\epsilon$

gdje je $\mathbf{}J$ moment inercije, a $\mathbf{\epsilon}$ je kutno ubrzanje u [rad/s²]. Ova je formula potpuna rotacijska analogija formule $\mathbf{}F=ma$ . Inercijalni moment se može naći i kao moment inercijalne sile za osu rotacije gdje se vektor tog momenta može naći pomoću vektorskog proizvoda.