Chúng tôi giải thích quán tính là gì và những loại nào tồn tại. Nguyên lý quán tính của Newton và các ví dụ hàng ngày về quán tính được trải nghiệm.
Quán tính là gì?
Nó được gọi là thuộc vật chất quán tính đối với lực cản mà các vật thể phản đối để thay đổi trạng thái chuyển động hoặc tĩnh lặng của chúng, hoặc để thay đổi tốc độ, hướng đi hoặc dừng lại của chúng; mặc dù thuật ngữ này cũng áp dụng cho những thay đổi của tình trạng thể chất của bạn.
Một cơ thể như vậy yêu cầu một lực vượt qua quán tính để thay đổi quỹ đạo của nó, nếu không sẽ tuân theo các định luật sự chuyển động trực tuyến đồng nhất, hoặc để bắt đầu một chuyển động, nếu không nó sẽ vẫn ở trạng thái nghỉ. Điều này, tất nhiên, xem xét rằng không có nghỉ tuyệt đối hoặc chuyển động thẳng và đều trong vũ trụ, ngoại trừ dựa trên hệ quy chiếu (từ quan sát). Đó là lý do tại sao nó được ưu tiên hơn để nói về "nghỉ ngơi tương đối".
Bằng cách này, một cơ thể o hệ thống Nó sẽ có một quán tính lớn hơn đến mức nó đòi hỏi các lực có cường độ lớn hơn để thay đổi trạng thái chuyển động của nó hoặc để thay đổi trạng thái vật chất của nó. "Lực quán tính" là lực lượng hư cấu mà người quan sát nhận thấy trong hệ quy chiếu.
Các loại quán tính
Như vậy, người ta phân biệt được hai loại quán tính trong vật lý: cơ và nhiệt.
- Quán tính cơ học. Liên quan đến khó khăn trong việc điều chỉnh chuyển động và tĩnh lặng, như chúng tôi đã giải thích trước đây. Nó phụ thuộc trực tiếp vào số lượng khối lượng của cơ thể hoặc hệ thống và của lực căng quán tính.
- Quán tính nhiệt. Đo lường mức độ khó khăn của một cơ quan hoặc hệ thống để sửa đổi nó nhiệt độ do tiếp xúc với các vật khác hoặc bị đốt nóng trực tiếp. Nó phụ thuộc vào nhiệt dung của cơ thể hoặc hệ thống.
Tuy nhiên, quán tính cơ học có thể được chia nhỏ thành:
- Quán tính động. Nó được trình bày bởi các cơ thể trong chuyển động tương đối.
- Quán tính tĩnh. Nó được trình bày bởi các cơ quan ở trạng thái nghỉ ngơi tương đối.
- Quán tính quay. Nó được trình bày bởi các vật thể hiện chuyển động quay.
- Quán tính tịnh tiến. Nó được liên kết với tổng khối lượng của các cơ thể.
Nguyên lý quán tính
Nguyên tắc quán tính, được gọi là Định luật đầu tiên của Newton, nói rằng các vật thể sẽ có xu hướng duy trì trạng thái nghỉ ngơi hoặc chuyển động thẳng đều cho đến khi một lực bên ngoài tác dụng lên chúng có khả năng vượt qua sức chịu đựng, như đã nói ở trên, lực quán tính.
Nguyên lý vật lý này được xây dựng bằng toán học bởi Ngài Isaac Newton trong công trình của mình Philosophiae naturalis precisionia mathematica xuất bản năm 1687, dựa trên Định luật Quán tính nổi tiếng của Galileo Galilei. Và một trong những khái niệm cơ bản của nó là sự tương đương giữa trạng thái nghỉ (tốc độ 0) và trạng thái chuyển động thẳng đều và thẳng đều, vì trong cả hai trường hợp, nếu chúng xảy ra, chúng ngụ ý rằng không có ngoại lực nào tác động lên vật thể được đề cập.
Mặt khác, nếu chúng ta quan sát một cơ thể đi du lịch và mất dần tốc độ, ta có thể quy sự mất tốc độ này do tác dụng của lực ma sát thắng nguyên lý quán tính của nó.
Ví dụ về quán tính
Quán tính có thể được kiểm chứng và trải nghiệm qua nhiều ví dụ. Một số có thể là:
- Dây an toàn. Khi một chiếc xe đang chuyển động với tốc độ không đổi, hành khách của nó chia sẻ tốc độ này với nó. Nhưng nếu người lái xe đột ngột dừng xe (hoặc va chạm với xe khác khiến xe không thể tiếp tục quỹ đạo), hành khách sẽ cảm thấy lực đẩy của quán tính khiến họ duy trì chuyển động đã có trước khi dừng và ném về phía trước. Khi đó, dây an toàn sẽ can thiệp, vượt qua quán tính và làm gián đoạn chuyển động của họ, ngăn họ va vào kính chắn gió.
- Đẩy một vật nặng. Khi đẩy một vật nặng đứng yên, người ta thấy cần thắng quán tính bằng lực của những người đẩy. Một khi bị đánh bại, đối tượng sẽ di chuyển dễ dàng hơn, vì nó sẽ chuyển động; nhưng ban đầu nó sẽ chống lại việc di chuyển.
- Nhanh chóng kéo một chiếc khăn trải bàn. Trong hành động điển hình của các ảo thuật gia, một tấm khăn trải bàn được kéo với các vật thể ở trên, chúng được giữ nguyên do lực quán tính và không di chuyển theo tấm vải.
- Phanh xe lửa. Khi các đoàn tàu tìm cách dừng lại ở ga, chúng phải mất một lúc để làm như vậy, vì quán tính chúng mang lại quá cao nên chúng đòi hỏi một khoảng trống phanh gấp.
- Adobe của các công trình xây dựng. Adobe là một vật liệu xây dựng phổ biến, đặc biệt là trong những ngôi nhà bấp bênh nhất, bởi vì nó có quán tính nhiệt lớn: nó chống lại sự sưởi ấm, giữ cho bên trong ngôi nhà mát mẻ hơn.