Инерция – физиканың негізгі заңы. Движениедегі денелер өз қозғалысын сақтайды, тыныштықтағылар – тыныштығын. Ньютонның бірінші заңы, масса проявлениесі.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Физикадағы классикалық физиканың негізгі қағидасы – инерция.
Fundamental principle of classical physicsinertia in physics
Инерция – қозғалыстағы дененің қозғалысын сақтауға, ал тыныш тұрған дененің тыныштықта қалуға бейімділігі, егер күш оның жылдамдығын немесе бағытын өзгертпесе. Бұл классикалық физиканың негізгі қағидаларының бірі және Исаак Ньютон өзінің бірінші қозғалыс заңында (Инерция принципі деп те аталады) сипаттаған. Инерция – физикалық жүйелердің негізгі сандық қасиеттерінің бірі, массаның маңызды көрінісі. Ньютон былай жазды:
Inertia is the tendency of objects in motion to stay in motion and objects at rest to stay at rest, unless a force causes its speed or direction to change. It is one of the fundamental principles in classical physics, and described by Isaac Newton in his first law of motion (also known as The Principle of Inertia). It is one of the primary manifestations of mass, one of the core quantitative properties of physical systems. Newton writes:
1687 жылы жарық көрген «Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica» еңбегінде Ньютон инерцияны қасиет ретінде анықтады:
In his 1687 work Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, Newton defined inertia as a property:
Инерциялық қозғалыстың алғашқы түсінігі
Профессор Джон Х. Лиенхард соғысқан мемлекеттер дәуіріндегі (б.з.д. 475–221 жж.) қытай мәтініне негізделген Мози инерттіліктің алғашқы сипаттамасын бергенін айтады. Еуропалық Ренессансқа дейін Батыс философиясындағы қозғалыс теориясының басымдығы Аристотельге (б.з.д. 384–322 жж.) тиесілі болды. Жер бетінде физикалық заттардың инерция қасиеті көбінесе гравитация мен ауа кедергісінің әсерінен жасырылады, олардың екеуі де қозғалатын заттардың жылдамдығын азайтуға бейім (көбінесе тоқтауға дейін). Бұл Аристотельді заттар күш қолданғанда ғана қозғалады деген сенімге итермеледі. Аристотельдің пікірінше, Жердегі барлық қозғалатын заттар сыртқы күш оларды қозғалыста ұстамаса, әрдайым тоқтап қалады. Аристотель, проектордан бөлінгеннен кейін снарядтардың үздіксіз қозғалысын айналадағы ортаның снарядты итеру арқылы (өзі түсіндірмейтін) әрекетімен түсіндірді. Көпке таралған болса да, Аристотельдің қозғалыс жөніндегі тұжырымына екі мың жылға жуық уақыт бойы көрнекті философтар бірнеше рет қарсы шықты. Мысалы, Лукреций (болжам бойынша Эпикурдан кейін) материяның "көрсеткіштік күйі" – қозғалыс, ал емес тоқтау (жансыздық) екенін мәлімдеді. 6-шы ғасырда Иоанн Филопон Аристотельдің снарядтар туралы пікірін сынады, онда орта снарядтарды қозғалыста ұстайды, ал бос кеңістік туралы пікірінде орта дененің қозғалысына кедергі келтіреді. Филопон қозғалыстың айналадағы ортаның әсерінен емес, қозғалыс басталған кезде затқа берілген белгілі бір қасиеттер арқасында сақталады деп ұсынды. Бұл қазіргі заманғы инерция ұғымы болмаса да, денелерді қозғалыста ұстау үшін күш қажет болғандықтан, бұл осы бағыттағы маңызды қадам болды. Бұл көзқарасқа Аверроэс және Аристотельді қолдаған көптеген схоластикалық философтар қарсы болды. Алайда, бұл көзқарас Ислам әлемінде сынға түспеді, онда Филопонның идеяларын одан әрі дамытқан жақтастары болды. 11-шы ғасырда парсы ғалымы Ибн Сина (Авиценна) вакуумдағы снаряд, егер оған сыртқы күш әсер етпесе, тоқтамайды деп мәлімдеді.
Professor John H. Lienhard points out the Mozi – based on a Chinese text from the Warring States period (475–221 BCE) – as having given the first description of inertia. Before the European Renaissance, the prevailing theory of motion in western philosophy was that of Aristotle (384–322 BCE). On the surface of the Earth, the inertia property of physical objects is often masked by gravity and the effects of friction and air resistance, both of which tend to decrease the speed of moving objects (commonly to the point of rest). This misled the philosopher Aristotle to believe that objects would move only as long as force was applied to them. Aristotle said that all moving objects (on Earth) eventually come to rest unless an external power (force) continued to move them. Aristotle explained the continued motion of projectiles, after being separated from their projector, as an (itself unexplained) action of the surrounding medium continuing to move the projectile. Despite its general acceptance, Aristotle's concept of motion was disputed on several occasions by notable philosophers over nearly two millennia. For example, Lucretius (following, presumably, Epicurus) stated that the "default state" of the matter was motion, not stasis (stagnation). In the 6th century, John Philoponus criticized the inconsistency between Aristotle's discussion of projectiles, where the medium keeps projectiles going, and his discussion of the void, where the medium would hinder a body's motion. Philoponus proposed that motion was not maintained by the action of a surrounding medium, but by some property imparted to the object when it was set in motion. Although this was not the modern concept of inertia, for there was still the need for a power to keep a body in motion, it proved a fundamental step in that direction. This view was strongly opposed by Averroes and by many scholastic philosophers who supported Aristotle. However, this view did not go unchallenged in the Islamic world, where Philoponus had several supporters who further developed his ideas. In the 11th century, Persian polymath Ibn Sina (Avicenna) claimed that a projectile in a vacuum would not stop unless acted upon.
Салыстырмалылық
Альберт Эйнштейннің 1905 жылы "Қозғалатын денелердің электродинамикасы туралы" атты мақаласында ұсынған арнайы салыстырмалылық теориясы Галилей, Гюйгенс және Ньютонның инерциялық анықтамалық жүйелерді зерттеуіне негізделген. Бұл революциялық теория масса, энергия және қашықтық сияқты көптеген Ньютондық ұғымдардың мағынасын өзгертіп, айтарлықтай жаңартса да, Эйнштейннің инерция туралы түсінігі бастапқыда Ньютонның түсінігінен өзгеше болған жоқ. Дегенмен, бұл арнайы салыстырмалылықтың ішкі шектеуіне алып келді: салыстырмалылық принципі тек инерциялық анықтамалық жүйелерге ғана қолданылатын болды. Бұл шектеуді жою үшін Эйнштейн 1916 жылы жалпы салыстырмалылық теориясын ("Жалпы салыстырмалылық теориясының негізі") жасады, ол инерциялық емес (үдемелі) анықтамалық жүйелерді де қамтитын теорияны ұсынды. Жалпы салыстырмалылықта инерциялық қозғалыс ұғымы кеңейтілді. Жалпы салыстырмалылықты ескере отырып, инерциялық қозғалыс – электрлік, магниттік немесе басқа да күштердің әсеріне ұшырамаған, тек гравитациялық массалардың әсерімен қозғалатын кез келген дене қозғалысы болып табылады. Физикалық тұрғыдан алғанда, бұл дұрыс жұмыс істейтін үш осьті акселерометрдің ешқандай үдемеуді тіркемегенде көрсететін нәтижесімен сәйкес келеді.
Albert Einstein's theory of special relativity, as proposed in his 1905 paper entitled "On the Electrodynamics of Moving Bodies", was built on the understanding of inertial reference frames developed by Galileo, Huygens and Newton. While this revolutionary theory did significantly change the meaning of many Newtonian concepts such as mass, energy, and distance, Einstein's concept of inertia remained at first unchanged from Newton's original meaning. However, this resulted in a limitation inherent in special relativity: the principle of relativity could only apply to inertial reference frames. To address this limitation, Einstein developed his general theory of relativity ("The Foundation of the General Theory of Relativity", 1916), which provided a theory including noninertial (accelerated) reference frames. In general relativity, the concept of inertial motion got a broader meaning. Taking into account general relativity, inertial motion is any movement of a body that is not affected by forces of electrical, magnetic, or other origin, but that is only under the influence of gravitational masses. Physically speaking, this happens to be exactly what a properly functioning three axis accelerometer is indicating when it does not detect any proper acceleration.
Этимология
Инерция термині латын тіліндегі iners сөзінен туындаған, ол "белсенді емес" немесе "жарысқан" деген мағына береді.
The term inertia comes from the Latin word iners, meaning idle or sluggish.
Айналма инерциясы
Инерциямен байланысты шама – айналу инерциясы (→ инерция моменті), айналатын қатты дененің біркелкі айналу қозғалысын сақтау қасиеті. Оның бұрыштық импульсі сыртқы момент әсер етпесе, өзгермейді; бұл бұрыштық импульстің сақталу заңы деп аталады. Айналу инерциясы көбінесе қатты денелерге қатысты қарастырылады. Мысалы, гироскоп айналу осінің өзгеруіне қарсы тұру қасиетін пайдаланады.
A quantity related to inertia is rotational inertia (→ moment of inertia), the property that a rotating rigid body maintains its state of uniform rotational motion. Its angular momentum remains unchanged unless an external torque is applied; this is called conservation of angular momentum. Rotational inertia is often considered in relation to a rigid body. For example, a gyroscope uses the property that it resists any change in the axis of rotation.