Inerzia

Per rimuovere il carrello alimentare dallo stato di riposo è necessario.

Cos'è l'inerzia?

IL inerzia È la proprietà che i sistemi fisici devono mantenere il loro stato iniziale, a meno che questi sistemi non interagiscano con un agente esterno che lo modifica. Il concetto di inerzia si applica sia ai sistemi meccanici che ai sistemi termodinamici.

In caso di sistemi meccanici, Il suo stato è determinato dalla quantità di movimento traslazionale e dalla quantità di movimento di rotazione. In sistemi meccanici isolati, cioè coloro che sono liberi da interazioni con l'ambiente, questi importi rimangono costanti.

Da parte sua, lo stato di a Sistema termodinamico è principalmente caratterizzato dalla sua temperatura. Mentre il sistema non interagisce con l'ambiente esterno, la sua temperatura rimane costante.

A volte si parla del grado di inerzia di un sistema fisico. Ciò avrà più inerzia, nella misura in cui è necessaria più energia per modificare il suo stato iniziale in un determinato importo. 

Va anche notato che, sia nei sistemi meccanici che termodinamici, il grado di inerzia è direttamente proporzionale alla quantità di sistema del sistema, cioè la sua quantità di massa.

Principio di inerzia

Nelle meccaniche classiche, il principio di inerzia è la dichiarazione della prima delle tre leggi di Newton, che furono pubblicate per la prima volta nel 1687 da Isaac Newton nell'opera "Principi matematici della filosofia naturale".

Il principio di inerzia dice:

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Ogni corpo mantiene il suo stato di riposo o il suo stato di movimento uniforme rettilineo a meno che una o più forze sbilanciate non agiscano su di esso.

Reciprocamente, se un corpo lascia il suo stato di riposo o cambia velocità e/o direzione, è perché sul corpo un agente esterno sta esercitando una o più forze.

È anche conveniente definire un importo chiamato slancio o quantità di moto di un corpo, che è il prodotto della sua massa per la sua velocità. Ora, l'interazione di un corpo con l'ambiente è espressa matematicamente per mezzo di un importo chiamato forza risultante.

Se la forza risultante che agisce su un oggetto non è null, allora l'oggetto cambia il suo momento e la forza risultante è esattamente uguale al cambiamento istantaneo di moto per unità di tempo.

Come il quantità di moto È proporzionale alla massa, la stessa forza produce un maggiore cambiamento nella velocità di un oggetto leggero di uno pesante. Quindi si dice che il primo abbia meno inerzia della seconda.

Sistemi di inerzia e inerzia

Per misurare la velocità e quindi lo slancio di un oggetto è necessario definire un sistema di riferimento rispetto al quale vengono misurate tali importi.

I sistemi inerziali sono definiti come quelli in cui un corpo, libero da qualsiasi interazione con il suo ambiente, rimane a riposo o a velocità costante.

Il principio di inerzia e le tre leggi di Newton si applicano sempre nei sistemi inerziali e le forze provengono sempre da interazioni reali.

Nei sistemi non anettici compaiono interazioni fittizie, che danno origine a pseudo-falchi o forze fittizie.

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Tipi di inerzia

Come detto, nella meccanica classica, l'inerzia è la resistenza al cambiamento nello stato di movimento di un corpo. Tuttavia, l'inerzia è frequente nei seguenti casi:

Inerzia statica

Un corpo che è a riposo, rispetto a un sistema inerziale, tende a continuare a riposo a meno che una forza esterna non agisca su di esso.

Maggiore è la massa dell'oggetto a riposo, sarà richiesto di maggiore forza per acquisire una determinata velocità in un determinato momento.

Inerzia dinamica

Quando un oggetto ha una velocità costante, rispetto a un sistema di riferimento inerziale, manterrà la sua velocità. Per cambiare la tua velocità è necessario che una forza esterna agisca sul corpo.

Nella misura in cui l'oggetto è più massiccio, sarà necessaria una forza importante per cambiare la sua velocità originale nella stessa quantità in un determinato momento. Ecco perché si dice che un oggetto pesante sia più "inerte" di una luce.

Inerzia traslazionale

In tutti i corpi nonoptuali si distinguono due tipi di movimento: uno di traduzione e una di rotazione.

L'inerzia traslazionale si riferisce alla forza esterna necessaria per modificare la velocità di traduzione in un determinato importo e in un determinato tempo. Maggiore è la forza necessaria per accelerare l'oggetto in un determinato importo, maggiore sarà la sua inerzia traslazionale.

Inerzia rotazionale

In un corpo non -coinvolgente può esserci un movimento di rotazione rispetto a un sistema inerziale. Nel caso in cui il tasso di traduzione di detto corpo sia costante o nullo rispetto al sistema inerziale, dal principio di inerzia ne consegue che la somma delle forze è null.

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Una forza esterna può solo cambiare la velocità di traduzione. Per cambiare la sua velocità di rotazione angolare, è necessaria l'esistenza di una coppia esterna non nullo.

L'inerzia rotazionale è proporzionale a una quantità fisica chiamata "Il momento dell'inerzia", Questa quantità è l'equivalente di rotazione al"Messa traslazionale". Maggiore sarà il momento dell'inerzia di una coppia maggiore per accelerare in modo angolare un corpo nella stessa quantità, quindi l'inerzia di rotazione è proporzionale al momento dell'inerzia.

Esempi quotidiani di inerzia

Nei seguenti esempi il principio di inerzia è illustrato nelle situazioni quotidiane

Spingere un'auto

A volte ci siamo visti nella necessità di spingere un'auto che non si accende. Per superare il tuo stato di riposo è necessario applicare una forza, che sarà maggiore nella misura in cui l'auto è più pesante.

Frenata improvvisa

Quando si verifica l'improvvisa frenata di un autobus, le persone che sono in piedi tendono ad essere sparate sul davanti come se una forza invisibile li spinga in avanti. Per un osservatore esterno (inerziale), ciò che accade è che le persone tendono a mantenere la velocità che ha portato prima che l'autobus si fermasse. 

La tovaglia

Quando viene bruscamente espulso dalla tovaglia, i piatti che sono su di lui tendono a rimanere nel suo posto originale a causa della sua inerzia.

La distanza di frenata

Supponiamo che un'auto e un camion che originariamente abbiano la stessa velocità. La distanza di frenata dell'auto è molto più bassa di quella del camion perché quest'ultima, perché è più pesante, ha una maggiore inerzia.

Il camion della lettera e del mone

Supponiamo che una valuta su una lettera del ponte supportata su un vetro. Se la lettera viene bruscamente promossa, la valuta tende a mantenere la sua posizione originale. Per questo motivo la valuta finisce per cadere nel vetro.