Инерция

Вариант №2

В жизни мы постоянно, сами того не подозревая, сталкиваемся с явлением инерции и пользуемся ею в процессе своей жизнедеятельности. Например, дровосек раскалывая полено использует инерцию увесистого топора, а мальчишка катающийся на скейте пользуется инерцией своего тела. Для того, чтобы осмыслить суть инерции проведем небольшой эксперимент – рассмотрим движение шарика, имеющего определенную массу, по условно гладкой поверхности (при наличии неровности движение шарика будет отклоняться от прямолинейности). Воздействуя на шарик другим телом, приводим его в прямолинейное движение. После непродолжительного воздействия внезапно прекращаем действовать на шарик, в результате наблюдаем, что шарик продолжает свое прямолинейное движение – это и есть явление инерции. Прямолинейное движение тела с постоянной скоростью при отсутствии отсутствии воздействия иных тел называется инерцией.

Однако, в нашем эксперименте шарик довольно скоро остановился. Шарик остановился в результате действия внешних сил, то есть сил трения и сопротивления воздуха. Шарик прокатился ровно столько, насколько хватило его инертности на преодоление внешних сил. Если бы шарик был более тяжел, он бы преодолел большее расстояние. Масса тела является мерой инертности тела. Для наглядности повторим вышеописанный эксперимент с более тяжелым шариком, в результате видим, что он прокатился на гораздо большее расстояние. Масса тяжелого шарика позволила прокатиться по инерции гораздо дальше, следовательно, чем больше масса предмета, тем больше его инертность. Эксперимент показывает, что для остановки движения более тяжелого шарика понадобилось действие сил трения и сопротивления воздуха в течение более продолжительного времени. Очевидно что, чем больше инертность тела, тем больше силы и времени понадобятся для изменения ее состояния покоя или прямолинейного движения с постоянной скоростью. Значит, инертность тела – это способность в той или иной степени сопротивляться изменению состояния покоя или прямолинейного движения с постоянной скоростью.

7 класс

Плюсы инерции

Из самого определения инерции исходит возможность использования этого явления. Стремление предметов сохранять свою скорость и направление может приносить людям выгоду или много вреда. Всё зависит от того в какой ситуации оно проявляется. Вот некоторые примеры положительного использования инерции:

Многие виды спорта и игр существуют благодаря этому явлению: лыжные, велосипедные и конькобежные гонки, толкание ядра, метание молота, диска, копья, хоккей, футбол, кёрлинг, фигурное катание, теннис и многие другие.
Сглаживание неравномерностей вращения в различных механизмах и двигателях внутреннего сгорания. В устройствах предусмотрен массивный вращающийся маховик, который периодически накапливает и отдаёт кинетическую энергию. При рабочем ходе поршня энергия запасается, а при холостом ходе – отдаётся, при этом помогает выводить поршень из нижней мёртвой точки. В итоге коленчатый вал вращается равномерно.
Экономия энергии при движении объектов (транспортных средств). Движение космических аппаратов вне атмосферы Земли происходит долго по инерции после отключения двигателей. Благодаря этому мы обеспечены надёжной связью через спутники, расположенные на геостационарных орбитах. Автомобилист экономит топливо, когда выключает передачу в машине и двигается какое-то время накатом. Для большей экономии придумали инерционный аккумулятор, в котором энергия торможения транспортного средства передаётся на вращающийся маховик, а потом используется для движения. В середине XX века в некоторых странах эксплуатировали необычный вид общественного транспорта – гиробус. Его движение осуществлялось от массивного маховика, который раскручивался при остановках на зарядных станциях.
Применение в приборах инерциальной навигации. Их работа основана на свойствах явления. Основной частью приборов является быстро вращающийся ротор, который имеет несколько степеней свободы. Такие устройства применяют в системах навигации космических аппаратов, морских судов, самолетов, подводных лодок, ракет.
Фиксация в определённом положении частей или всего механизма (объекта). Свойство вращающегося тела соблюдать своё положение используется в гироскопах. А они применяются для стабилизации космических аппаратов, летающих объектов (автопилот), положения отдельных частей механизмов. Гироскоп танкового орудия позволяет сохранять неизменное, наведённое на цель, положение ствола даже во время движения.
Стабилизация высотных объектов. Верхушки высотных сооружений под воздействием ветровой нагрузки отклоняются от вертикального положения. Для компенсации таких колебаний и ослабления эффекта горизонтального сейсмического воздействия, в небоскрёбах помещают инерционные демпферы. Они представляют собой массивные грузы, которые подвешиваются или устанавливаются на специальных креплениях в верхних этажах башен. При влиянии внешних сил на здание, груз по инерции сопротивляется этому, колебания гасятся.

Опасные проявления

Неправильное понимание и использование инерции иногда приводит к непоправимому ущербу. Ниже перечислены некоторые негативные проявления:

Трата дополнительной энергии на разгон и торможение транспортных средств. Из-за инерции автомобили и поезда не могут мгновенно набрать нужную скорость или остановиться. По этой же причине происходит износ деталей тормозной системы. Их приходится периодически заменять.
Аварии при столкновениях транспортных средств, несчастные случаи с людьми при переходе дорог. Из-за того, что движущиеся тела невозможно мгновенно остановить, может причиняться вред. Для каждого вида транспорта существует определённый тормозной путь. Для тяжёлых объектов он может быть довольно большим. По этой причине происходят столкновения автомобилей или поездов с гибелью людей. Особенно это актуально для морского транспорта, который останавливается очень медленно. При ходьбе человек может запнуться за какой-то предмет или поскользнуться на льду. По инерции тело будет двигаться вперёд и произойдёт падение, результатом которого может быть травма.
Получение травм пассажирами транспорта. Когда люди едут в автомобиле, то они перемещаются относительно Земли со скоростью транспортного средства. При создании аварийной ситуации на дороге и резком торможении водитель и пассажиры, не зафиксированные ремнями безопасности, продолжают свое движение по инерции вперёд с прежней скоростью. Результатом могут быть травмы или вылет через лобовое стекло с вытекающими последствиями.
Смещение перевозимых грузов при изменении скорости или направления транспортных средств. По этой причине всё, что перевозится, должно хорошо закрепляться. Несоблюдение этого правила приводит к авариям.
Разрушительные последствия природных стихийных бедствий. Губительные действия землетрясений, цунами, лавин основаны на явлении инерции. Разрушение зданий при резких толчках земной поверхности происходит из-за того, что сами массивные строения не могут быстро сместиться. При лавине огромные массы снега съезжают по склону горы и, достигнув подножья, продолжают по инерции двигаться, сметая на своём пути всё, что встретилось.

Праздники

Новый год, 8 Марта и 23 февраля, 9 Мая — это самые важные даты для русских людей. Люди привыкли на 8 Марта дарить женщинам подарки, на 23 февраля поздравлять мужчин. Может быть, в вашей семье нет таких традиций? Или поздравляют только мужчину, служившего в армии? А может быть, вы ограничиваетесь лишь скромными подарками?

В сочинение на тему «Семейные традиции моей семьи» стоит внести описание (хотя бы краткое) о том, как вы проводите государственные праздники

Что касается Дня Победы, то лучше всего эту традицию сделать самой важной. Купите несколько красивых гвоздик и подарите ветеранам

А еще лучше — спросите, нужна ли им в чем-нибудь помощь.

«Международный женский день мы не отмечаем, так как не считаем этот праздник важным. Папа маме часто дарит цветы, сладости. Так они вспоминают свою молодость. Но мама каждый раз на 23 февраля дарит папе новые вещи в армейском стиле. Каждый год 9 мая мы покупаем цветы в киоске и идем на Красную площадь поздравлять ветеранов. Папа спрашивает у дедушек и бабушек о том, нужна ли им какая-либо помощь. Помню, как мы помогли одному дедушке отремонтировать забор на участке и сложили красивую печку в доме. И папа не брал с дедушки денег».

Основные понятия и суть

Инерция — это способность тела сохранять приданную ей скорость движения при отсутствии какого-либо внешнего воздействия. Например, во время езды на общественном транспорте всем приходится держаться за поручни. Если этого не сделать, то при изменении скорости движения транспортного средства существует большая вероятность упасть вперёд или назад. Другими словами, возникает какая-то сила, влияющая на пассажира. Когда её действие заканчивается, движение человека всё равно продолжается.

Это свойство и описывается понятием инертность. Раньше изучали это явление известные учёные Галилей, Ньютон, Мах. В соответствии с их исследованиями было установлено классическое правило момента вращения, физический смысл которого заключается в распределении массы в теле, определяемой суммой произведения простейшей массы на расстояние до начального множества в квадрате. Классическая формула, описывающая характеристику, выглядит следующим образом: Ja = Σmi*r2j. В ней:

mi — масса в точке;
rj — расстояние от точки до координаты.

То есть момент — это скалярная величина, являющаяся мерой инертности. В качестве единицы измерения по международной системе принято использовать произведение килограмма на квадратный метр (кг*м²). Обозначают параметр латинской буквой I или J. При умножении момента инерции на угловое ускорение можно определить сумму моментов всех сил, приложенных к телу: M = I * E. Фактически это уравнение является аналогом второго закона Ньютона.

М — это момент силы, оказывающий вращательное движение и воздействующий на ускорение тела, а E — угловое ускорение. Мера инертности тела отличается от массы тем, что вторая проявляется, когда его необходимо разогнать, а первая — при его раскручивании.

https://youtube.com/watch?v=S5u33knDwIA

Основные информационные данные

Инерциальная навигационная система (модули) — это безопасный способ получения информации о курсе, координатах, скорости и параметрах выравнивания угла с платформы, на которой она установлена. После этого стоит отметить такие существенные особенности, как автономность и отсутствие маскирующих видов работ, которые определяют их широкую реализацию. Основа традиционной (ньютоновской) законодательной механики.

Начальный геоцентрический (первичный) аппарат, по сравнению с которым проводятся измерения, считается инерционным (то есть безусловным, фиксированным относительно звезд). При его поддержке объекты выравниваются по координатам, скорости, ускорению и другим ключевым характеристикам (самолеты, ракеты, галактические, подводные лодки и так далее).

Модули ИНС имеют явные высокие качества по сравнению с другими навигационными системами:

универсальность;
вероятность определения данных о движении;
автономность действий;
безусловная помехоустойчивость.

Примеры инерции движения

Объекты в движении остаются в движении или хотят, как в этих примерах.

Ремни безопасности затягиваются в автомобиле, когда он быстро останавливается.
Людям в космосе труднее остановиться из-за отсутствия силы тяжести, действующей против них.
Во время игры в футбол игрок получает захват, и его голова падает на землю. Удар останавливает его череп, но его мозг продолжает двигаться и поражает внутреннюю часть черепа. Его мозг показывает инерцию.
Если машину врезать прямо в кирпичную стену, она остановится из-за силы, приложенной к ней стеной. Однако водителю требуется сила, чтобы его тело не двигалось, например, ремень безопасности. В противном случае инерция заставит его тело продолжать двигаться с исходной скоростью, пока на его тело не воздействует какая-то сила.
Когда бейсбольный мяч брошен, он продолжает двигаться вперед, пока на него не действует сила тяжести. Чем больше сила броска, тем тяжелее воздействовать на него гравитации.
Хоккейная шайба будет продолжать скользить по льду, пока на нее не будет воздействовать внешняя сила.
Если при вращении велосипеда вы перестанете крутить педали, велосипед продолжит движение до тех пор, пока трение или гравитация не замедлит его.
Автомобиль, который движется, продолжит движение, даже если вы выключите двигатель.
Если мяч находится на наклонной поверхности и вы отпускаете его, сила тяжести заставит его скатиться по склону. У него есть инерция, и если внизу есть ровная площадка, он продолжит движение.
При входе в здание через вращающуюся дверь инерция позволит двери ударить вас в спину, если вы не уйдете с дороги.
Если вы катите тележку с чем-то сверху и ударите по чему-то, что заставляет тележку остановиться, то, что находится сверху, может упасть.
Большой автомобиль, например автобус, остановить сложнее, чем автомобиль меньшего размера, например мотоцикл. У большего объекта больше инерции.
Сотрясение мозга происходит из-за того, что ваш мозг все еще движется, когда внешняя часть черепа остановлена. Это то, что вызывает травму.
Если вы находитесь в поезде, а поезд движется с постоянной скоростью, подброшенная в воздух игрушка поднимется вверх, а затем опустится. Это потому, что у игрушки есть инерция, как у поезда и у вас.
Если автомобиль движется вперед, он будет продолжать движение вперед, если только трение или тормоза не мешают его движению.

Использование навигации

ИСО предоставляет данные навигации для пользовательских систем. Она использует силу и кольцевой лазерный гироскоп вместо обычного определения угловой скорости относительно осей. Её датчики установлены непосредственно на планере. Основная функция каждого датчика состоит в жестком определении и расчёте линейных ускорений и угловых скоростей вращения относительно существующих осей движения летательного аппарата.

Эти данные используются для отображения навигации. Каждый датчик может рассматриваться и содержит три лазерных гироскопа и три акселерометра. Они воспринимают угловые скорости и линейные ускорения соответственно. Полученные данные преобразуются в локальные вертикальные координаты и объединяются с входной информацией эфира для расчёта важных параметров, применимость для:

положения;
ориентации;
истинного и магнитного курса;
скорости и направления ветра;
свободного ускорения;
высоты.

Глава 2. Взаимодействие тел§ 18. Инерция

Наблюдения и опыты показывают, что скорость тела сама по себе измениться не может.

Футбольный мяч лежит на поле. Ударом ноги футболист приводит его в движение. Ho сам мяч не изменит свою скорость и не начнёт двигаться, пока на него не подействуют другие тела. Пуля, вложенная в ружье, не вылетит до тех пор, пока её не вытолкнут пороховые газы.

Таким образом, и мяч, и пуля не меняют свою скорость, пока на них не подействуют другие тела.

Футбольный мяч, катящийся по земле, останавливается из-за трения о землю.

Изменение скорости движения мяча под действием удара футболиста

Пуля, прошедшая сквозь фанерную мишень, уменьшает свою скорость, так как на неё подействовала мишень.

Тело уменьшает свою скорость и останавливается не само по себе, а под действием других тел.

Под действием другого тела происходит также изменение направления скорости.

Теннисный мяч меняет направление движения в результате удара о ракетку. Шайба после удара о клюшку хоккеиста также изменяет направление движения. Направление движения молекулы газа меняется при соударении её с другой молекулой или со стенками сосуда.

Изменение скорости движения шайбы после удара клюшкой

Значит, изменение скорости тела (величины и направления) происходит в результате действия на него другого тела.

Проделаем опыт.

Установим наклонно на столе доску. Насыплем на стол, на небольшом расстоянии от конца доски, горку песка. Поместим на наклонную доску тележку. Тележка, скатившись с доски на стол и попав в песок, быстро останавливается (рис. 41, а). На своём пути тележка встречает препятствие в виде горки песка. Скорость тележки уменьшается очень быстро. Её движение неравномерно.

Выровняем песок и вновь отпустим тележку с прежней высоты. Теперь тележка пройдёт большее расстояние по столу, прежде чем остановится (рис. 41, б).

Её скорость изменяется медленнее, а движение становится ближе к равномерному.

Рис. 41. Изменение скорости движения тела

Если совсем убрать песок с пути тележки, то препятствием её движению будет только трение о стол. Тележка до остановки пройдет ещё большее расстояние (рис. 41, в). В этом случае её скорость уменьшается ещё медленнее, а движение становится ещё ближе к равномерному.

Итак, чем меньше действие другого тела на тележку, тем дольше сохраняется скорость её движения и тем ближе оно к равномерному.

Как же будет двигаться тело, если на него совсем не будут действовать другие тела? Можно ли это установить на опыте? Тщательные опыты по изучению движения тел были впервые проведены Г. Галилеем. Они позволили установить, что если на тело не действуют другие тела, то оно находится или в покое, или движется прямолинейно и равномерно относительно Земли.

Явление сохранения скорости тела при отсутствии действия на него других тел называют инерцией.

(Инерция — от лат. инерциа — неподвижность, бездеятельность.)

Таким образом, движение тела при отсутствии действия на него других тел называют движением по инерции.

Например, пуля, вылетевшая из ружья, продолжала бы двигаться, сохраняя свою скорость, если бы на неё не действовало другое тело — воздух. Вследствие этого скорость пули уменьшается. Велосипедист, перестав работать педалями, продолжает двигаться. Он смог бы сохранить скорость своего движения, если бы на велосипед не действовало трение. Следовательно, скорость его уменьшается и он останавливается.

Итак, если на тело не действуют другие тела, то оно находится в покое или движется с постоянной скоростью.

Вопросы:

1. В результате чего меняется скорость тела? Приведите примеры.

2. Какой опыт показывает, как изменяется скорость тела при возникновении препятствия?

3. Что называется инерцией?

4. Как движется тело, если на него не действуют другие тела?

Задания:

На плотную салфетку положите две монетки, а на них перевёрнутый стакан. Третью монетку, меньшего размера и толщины, положите между ними. Достаньте маленькую монетку, не прикасаясь к стакану и монетам и не используя других предметов.

Упражнения:

Упражнение № 5

1. Встряхните медицинский термометр. Почему показание столбика ртути начинает падать?

2. Почему при езде на автомобиле необходимо пристёгивать ремни безопасности?

Предыдущая страницаСледующая страница

Доклад Животные тундры сообщение

Тундра – край, завораживающий своей природной красотой. Она кажется такой суровой и неприступной, но оттого чарующей. Тундра напоминает холодную пустыню, где нет растительности и тепла, но где царят сильные ветра, и едва ли можно подумать о том, что среди этих пустошей могут обитать животные, ставшие настоящими символами истинной храбрости, выносливости и красоты.

Среди обитателей тундры есть множество млекопитающих. Одно из них – грациозный северный олень. Именно это животное первым приходит на ум в качестве ассоциации с тундрой. Северные олени гораздо крупнее своих одомашненных сородичей, их рога способны впечатлить своими размерами. Более того, эти животные обладают удивительной выносливостью: недаром именно с помощью оленей человек смог покорить суровые просторы Севера. Им не страшны длинные дороги: обитатели суровых северных краёв готовы преодолевать расстояния до 500 километров. В основном это стоит назвать заслугой удобной формы копыт, позволяющей животным ловко рассекать снежные равнины и добывать себе пищу – ягоды, мох, ягель, грибы, лишайники, прячущиеся под снегом. Олени также способны употреблять в своём рационе снег как альтернативу питьевой воде. Эти выносливые животные не боятся практически никого, хотя слабые особи и ещё не окрепшие детёныши могут попасть в лапы волка, который также обитает в данной природной зоне.

Тундровые волки, как и северные олени, впечатляют своей стойкостью и выносливостью. Им не страшен голод, ведь эти млекопитающие могут неделю ничем не питаться, однако за раз этот обитатель суровых краёв способен съездить до пятнадцати килограммов мяса и костей. В обычный рацион волка входят представители пернатых, а также песцы, зайцы и слабые представители крупных млекопитающих. В этом им помогают обострённое обоняние, зоркость, слух, хитрость и впечатляющая ловкость.

Ещё одним животным, ассоциирующимся с Севером, является голубой, или белый, песец. Прекрасное и очаровательное млекопитающее манит многих охотников своим пушистым мехом, который спасает песца от суровых морозов. Также для данных животных особую опасность представляют медведи, беркуты, совы и росомахи, обитающие в холодных краях. Сами же песцы перемещаются группами, оказывая взаимную помощь каждой особи, а лакомятся такие млекопитающие всем, что они смогут найти – от рыбы до остатков добычи крупных хищников.

Росомаха, являющаяся природным врагом песца, внешне напоминает небольшого медведя. По повадкам они также могут напомнить этого крупного хищника: росомахи передвигаются неуклюже и косолапят, однако при этом они очень быстрые и хитрые, благодаря чему росомахам достаточно легко поймать свою жертву.

Однако млекопитающие в тундре обитают не только на суше, но и в воде. Одним из представителей тундровых морских млекопитающих стоит назвать хищницу касатку. Этих огромных животных за внешнее сходство и повадки часто сравнивают с акулой или китом, а благодаря своим размерам касатка способна ловко расправляться как с мелкими, так и с крупными особами, употребляя в пищу даже дельфинов и акул.

Среди крупных морских млекопитающих данной природной зоны стоит выделить и моржа – поистине огромного по размерам и тяжёлого хищника, питающегося моллюсками и нерпой. В этом ему помогают массивные бивни, хотя морж также может ими воспользоваться, чтобы защититься от хищника.

Ещё одним тундровым млекопитающим, обитающим около морской поверхности, является морской лев. Массивные животные, несмотря на свои размеры, способны ловко рассекать водные просторы и без труда ловить рыбу для своего питания.

Одним из самых очаровательных обитателей тундры стоит назвать тюленя. Эти животные чаруют своей внешностью и впечатляют своей выносливостью. Погрузившись в воду, тюлень способен пробыть там до часа, что очень помогает ему не попасть в лапы хищника на суше и поймать немало рыбы, чтобы прокормить себя и запастись жирком, ведь шерсть тюленя не способна достаточно согреть данное животное.

2, 4, 7 класс, окружающий мир

Момент инерции

Инерция проявляется не только для прямолинейного движения, но и при вращении тел. В двигателе есть специальное устройство – маховик (на рисунке справа маховик покрашен темно-серым цветом и имеет зубчики). Инерция его вращения помогает работать двигателю нормально. Энергия расширяющихся газов при воспламенении топлива толкает поршень вниз, а затем ему нужно идти вверх, выталкивая продукты сгорания. Без маховика поршень не смог бы провернуть коленвал без рывков. Двигатель без маховика заглохнет.

Ну а со спинерами и волчками знакомы многие.

Вот только в приведенных примерах форма тела не меняется. А изменится ли инертность тела при изменении его формы?

Вращение на фигурном катании

Многие могут вспомнить фигурное катание. Масса тела фигуриста за выступление не меняется. Но его скорость вращения мгновенно увеличивается, стоит прижать руки и ноги, и вытянуться в струнку. Т.е. при уменьшении радиуса тела скорость вращения увеличивается. Т.е. инертность тела должна уменьшиться? Давайте разбираться.

Вернемся к формулам. Скорость вращающегося тела описывается как произведение угловой скорости (омега) на радиус:

Скорость вращающегося тела

При этом кинетическая энергия вращающегося тела примет вид:

Синим цветом выделено произведение массы тела на радиус в квадрате. Эта величина называется моментом инерции вращающегося тела и обозначается латинской буквой I (и).

Мерой инертности вращающего тела выступает момент инерции, который зависит от массы тела и расстояния этой массы от центра вращения.

Представим, что девочка не только вращает груз над собой, но и идет. Тогда полная кинетическая энергия девочки с грузом примет вид:

Первая часть описывает кинетическую энергию двигающейся прямолинейно с некоторой скоростью девочки с грузом, а вторая – кинетическую энергию вращающегося груза. Полная кинетическая энергия — это сумма энергии прямолинейно движущегося тела и энергии вращающегося тела. Точно так же кинетическая энергия будет рассчитываться для движущегося по столу раскрученного волчка или съезжающего с наклонной плоскости цилиндра.

Так как вращающееся тело может иметь форму, отличную от точки или маленького шарика, то и формула момента инерции для более точных расчетов может принимать разный вид.

Некоторые формулы для расчета момента инерции для тел разной формы

Пример.

Цилиндры одинаковой массы (m1 = m2), но разного радиуса (r₁ < r₂), скатываются с горки высотой h. Какой цилиндр скатится быстрее? Какое из тел обладает меньшей инертностью?

Цилиндры одинаковой массы, но разного радиуса, скатываются с горки высотой h

В верхней точке кинетическая энергия обоих цилиндров будет равна нулю, так как скорость равна нулю. Потенциальная энергия будет одинаковой и максимальной.

Потенциальная и кинетическая энергия 1 и 2 цилиндра верхней точке

При скатывании цилиндров по закону сохранения энергии потенциальная энергия переходит в кинетическую и в самой нижней точке будет равна нулю, так как высота равна нулю. А кинетическая энергия в нижней точке будет складываться из поступательной кинетической энергии и кинетической энергии вращающегося тела и у обоих тел также будет одинаковой, так как их потенциальные энергии были равны.

Кинетическая энергия первого и второго цилиндра в нижней точке

Но так как радиус первого тела меньше второго, то и момент инерции первого тела меньше второго и будет справедливо:

Тогда для кинетической энергии поступательного движения будет справедливо отношение:

Следовательно, скорость первого цилиндра должна быть выше скорости второго, и он скатится быстрее. Так как мерой инертности вращающегося тела является момент инерции, то первое тело с меньшим радиусом и меньшим моментом инерции будет обладать меньшей инертностью, чем второе. Разогнаться под действием каких-либо сил (силы тяжести) такому телу проще.

Первый закон Ньютона

Галилео Галилей

Исаак Ньютон

Формулировка закона инерции

Когда тело движется по горизонтальной поверхности, не встречая никакого сопротивления движению, то его движение — равномерно, и продолжалось бы постоянно, если бы плоскость простиралась в пространстве без конца.

Всякое тело продолжает удерживаться в своем состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не принуждается приложенными силами изменить это состояние.

Инерция — это физическое явление, при котором тело сохраняет свою скорость постоянной или покоится, если на него не действуют другие тела.

Инерция – это физическое явление сохранения скорости тела постоянной, если на него не действуют другие тела или их действие скомпенсировано.

Варианты формулировки не противоречат друг другу и говорят, по сути, об одном и том же, просто разными словами — выбирайте ту, что вам нравится больше.

Ньютоновская формулировка закона инерции по-другому называется первым законом Ньютона:

Существуют такие системы отсчета, относительно которых тело сохраняет свою скорость постоянной, в том числе равной нулю, если действие на него других сил отсутствует или скомпенсировано.

Первый закон Ньютона

, если v=const

R — результирующая сила, сумма всех сил, действующих на тело

const — постоянная величина

А вы небось уже подумали, что мы про первый закон Ньютона забыли и сразу перескочили ко второму. Все в порядке — первый тоже на месте.

Системы отсчета: инерциальные и неинерциальные

Чтобы описать движение, нам нужны три штуки:

тело отсчета, относительно которого определяем местоположение других тел;
система координат: в школьном курсе мы используем прямоугольную декартову систему координат;
часы, чтобы измерять время.

В совокупности эти три опции образуют систему отсчета:

Инерциальная система отсчета — система отсчёта, в которой все тела движутся прямолинейно и равномерно, либо покоятся.
Неинерциальная система отсчета — система отсчёта, движущаяся с ускорением.

Рассмотрим разницу между этими системами отсчета на примере задачи.

Аэростат — летательный аппарат на картиночке ниже — движется равномерно и прямолинейно параллельно горизонтальной дороге, по которой равноускоренно движется автомобиль.

Выберите правильное утверждение:

Система отсчёта, связанная с аэростатом, является инерциальной, а система отсчёта, связанная с автомобилем, инерциальной не является.

Система отсчёта, связанная с автомобилем, является инерциальной, а система отсчёта, связанная с аэростатом, инерциальной не является.

Система отсчёта, связанная с любым из этих тел, является инерциальной.

Система отсчёта, связанная с любым из этих тел, не является инерциальной.

Решение:

Система отсчёта, связанная с землёй, инерциальна. Да, планета движется и вращается, но для всех процессов вблизи планеты этим можно пренебречь. Во всех задачах систему отсчета, связанную с землей можно считать инерциальной.

Поскольку система отсчёта, связанная с землёй инерциальна, любая другая система, которая движется относительно земли равномерно и прямолинейно или покоится — по первому закону Ньютона тоже инерциальна.

Движение аэростата удовлетворяет этому условию, так как оно равномерное и прямолинейное, а равноускоренное движение автомобиля — нет. Аэростат — инерциальная система отсчёта, а автомобиль — неинерциальная.

Ответ: 1.

О понятии инерции простыми словами

Из практики инерция хорошо известна всем нам. Велосипед катится по инерции, стоит придать ему скорость, автомобиль продолжает движение на холостых оборотах – до остановки пройдёт некоторое время. Тяжёлый поезд может проехать много километров без применения силы тяги, если ранее он уже набрал скорость. Всё это является примерами инерции на практике.

Откуда появляется инерция? Зависит от ли она от веса? Что происходит, если все силы, действующие на тело, находятся в равновесии? Об этом разберёмся в этой статье. Об инерции попробуем рассказать только простыми словами, чтобы не умудрять читателей сложными формулами и вычислениями.

Спросите у себя

Что это значит «тело в покое»?
Что такое движение?
Что такое инерция?
Что произойдет с монетой, если мы резко вытащим бумагу из-под нее? Чем это вызвано?
Почему суп проливается из тарелки, когда вы несёте ее слишком быстро?

2. История

Древнегреческие учёные, судя по дошедшим до нас сочинениям, размышляли о причинах совершения и прекращения движения. В «Физике» Аристотеля (IV век до н. э.) приводится такое рассуждение о движении в пустоте:

Никто не сможет сказать, почему , приведенное в движение, где-нибудь остановится, ибо почему оно скорее остановится здесь, а не там? Следовательно, ему необходимо или покоиться, или двигаться до бесконечности.

Однако сам Аристотель считал, что пустота в природе не может существовать, и в другом его труде, «Механике», утверждается:

Движущееся тело останавливается, если сила, его толкающая, прекращает свое действие.

Наблюдения действительно показывали, что тело останавливалось при прекращении действия толкающей его силы. Естественное противодействие внешних сил (сил трения, сопротивления воздуха и т. п.) движению толкаемого тела при этом не учитывалось. Поэтому Аристотель связывал неизменность скорости движения любого тела с неизменностью прилагаемой к нему силы.

Только через два тысячелетия Галилео Галилей (1564—1642) смог исправить эту ошибку Аристотеля. В своем труде «Беседы о двух новых науках» он писал:

…скорость, однажды сообщенная движущемуся телу, будет строго сохраняться, поскольку устранены внешние причины ускорения или замедления, — условие, которое обнаруживается только на горизонтальной плоскости, ибо в случае движения по наклонной плоскости вниз уже существует причина ускорения, в то время, как при движении по наклонной плоскости вверх налицо замедление; из этого следует, что движение по горизонтальной плоскости вечно

Это суждение нельзя вывести непосредственно из эксперимента, так как невозможно исключить все внешние влияния (трение и т. п.). Поэтому, здесь Галилей впервые применил метод логического мышления, базирующийся на непосредственных наблюдениях и подобный математическому методу доказательства «от противного». Если наклон плоскости к горизонтали является причиной ускорения тела, движущегося по ней вниз, и замедления тела, движущегося по ней вверх, то, при движении по горизонтальной плоскости, у тела нет причин ускоряться или замедляться, и оно должно пребывать в состоянии равномерного движения или покоя.

Таким образом, Галилей просто и ясно доказал связь между силой и изменением скорости (ускорением), а не между силой и самой скоростью, как считал Аристотель и его последователи. Это открытие Галилея вошло в науку как Закон инерции. Надо отметить, что Галилей допускал свободное движение не только по прямой, но и по окружности (видимо, из астрономических соображений). В современном виде закон инерции сформулировал Декарт. Ньютон включил закон инерции в свою систему законов механики как первый закон.