Fizikoje inercija yra objekto pasipriešinimas jo judėjimo pokyčiams. Tai gali apimti greičio ar krypties pakeitimą, bandymą perkelti nejudantį objektą arba bandymą sustabdyti jau judantį objektą. Idėja yra susijusi su pirmuoju Izaoko Niutono judėjimo dėsniu, teigiančiu, kad objekto judėjimas nepasikeis, nebent jį paveiks jėga. Inercija priklauso nuo masės, nes kuo objektas masyvesnis, tuo labiau jis priešinasi judėjimo pokyčiams.
Jei objektas stovi, jis nejudės, nebent kažkas prie jo stumtųsi arba netrauktų. Panašiai judantis objektas ir toliau judės tuo pačiu greičiu, tiesia linija ir ta pačia kryptimi, nebent tam įtakos turės jėga. Žemėje rutulys, išmestas horizontaliai per orą, jei bus paliktas sau, sulėtins greitį ir pasisuks žemės link. Taip yra todėl, kad gravitacijos jėga traukia ją link Žemės, o oras stumia ją, sumažindamas jos greitį. Erdvėje, be gravitacijos ar oro pasipriešinimo, rutulys tiesiog toliau judėtų tiesia linija pastoviu greičiu.
Tai, kad sunkų daiktą perkelti sunkiau nei lengvą, rodo inercijos ir masės ryšį. Žemėje gravitacija apsunkina problemą, tačiau erdvėje viskas yra aiškiau. Čia masyvus objektas, pavyzdžiui, patrankos kamuolys, ir lengvas objektas, pavyzdžiui, teniso kamuoliukas, yra nesvarūs, tačiau patrankos kamuoliuką pajudinti vis tiek reikia daug didesnės jėgos nei teniso kamuoliuką. Panašiai prireiktų daugiau jėgos, norint sustabdyti judantį patrankos sviedinį arba pakeisti jo kryptį. Todėl inercija gali būti naudojama masei matuoti tokiu būdu, kuris nepriklauso nuo gravitacijos.
Inercijos pavyzdžiai
Žmonės su inercija susiduria kasdien. Pavyzdžiui, kas nors vairuojantis automobilį patirs jėgą, stumiantį ją atgal į sėdynę, kai automobilis įsibėgėja; taip yra dėl vairuotojo pasipriešinimo automobilio judėjimui į priekį. Panašiai, kai automobilis sulėtina greitį, vairuotojas vėl stumiamas į priekį – automobilio atžvilgiu – dėl pasipriešinimo judėjimo pokyčiams. Štai kodėl saugos diržai yra esminė automobilio saugos priemonė. Jei vairuotojui tektų staigiai lūžti, keleiviai toliau važiuotų pirmyn pradiniu greičiu, o neprisisegę saugos diržų galėtų rimtai susižaloti.
Vairuotojams svarbu atsižvelgti į automobilio inerciją. Tai paaiškina, kodėl judančios transporto priemonės turi stabdymo kelią, kuris priklauso nuo transporto priemonės greičio ir masės. Automobilio pasipriešinimas judėjimo pokyčiams taip pat paaiškina, kodėl automobilis nevaldomas, jei vairuotojas bandys pasukti per greitai: transporto priemonė bus linkusi toliau važiuoti ta pačia kryptimi.
Sukimosi inercija
Tai panaši sąvoka, bet taikoma besisukantiems objektams. Vėlgi, kuo daugiau masės turi objektas, tuo sunkiau jį priversti suktis ir tuo sunkiau sustabdyti jo sukimąsi, jei jis jau tai daro. Besisukančio objekto pasipriešinimo judėjimo pokyčiams dydis yra žinomas kaip jo inercijos momentas, kuris paprastai žymimas simboliu I. Besisukančio objekto paviršiaus taškui I apskaičiuojamas kaip masė, padauginta iš kvadrato. atstumas nuo sukimosi ašies. Visiems objektams skaičiavimai yra sudėtingesni.
Kai objektas juda tiesia linija, jo impulsas yra jo masė, padauginta iš greičio. Besisukančio objekto ekvivalentas yra jo kampinis impulsas, kuris yra I padaugintas iš jo sukimosi greičio. Kampinis impulsas visada išsaugomas, tai yra, jis išlieka toks pat, net jei pasikeičia vienas iš prisidedančių veiksnių. Vieno veiksnio pokytis turi būti kompensuojamas pakeitus kitą, kad kampinis momentas išliktų pastovus.
Geras pavyzdys yra didžiulis sukimosi greičio padidėjimas, kai žvaigždė gravitacijos veikiama griūva į neutroninę žvaigždę. Žvaigždės paprastai sukasi lėtai, tačiau susiformavus neutroninei žvaigždei jos skersmuo susitraukia iki mažos pradinės vertės dalies. Tai labai sumažina inercijos momentą žvaigždės paviršiuje, nes atstumas iki sukimosi ašies dabar yra daug mažesnis, todėl jos sukimosi greitis turi labai padidėti, kad išlaikytų tą patį kampinį impulsą. Štai kodėl neutroninės žvaigždės paprastai sukasi daugybe apsisukimų per sekundę.
Inercijos kilmė
Izaokas Niutonas, formuluodamas savo judėjimo dėsnius, manė, kad egzistuoja fiksuota, absoliuti erdvė, pagal kurią galima išmatuoti visą judėjimą. 1893 m. fizikas Ernstas Machas pasiūlė, kad absoliuti erdvė neturi prasmės ir kad bet koks objekto judėjimo pokytis turėtų būti laikomas santykiniu su tolimomis žvaigždėmis. Remiantis Einšteino reliatyvumo teorijomis, fiksuotos erdvės idėja iš tikrųjų buvo atmesta, tačiau tai reiškia, kad šalia esančio objekto inerciją kažkaip įtakoja objektai, esantys už daugelio šviesmečių. Be to, poveikis atrodo akimirksniu. Buvo pateikta daug teorijų, kai kurios apima egzotiškas idėjas, pvz., įtakas keliaujant laiku atgal, tačiau 2012 m. atrodo, kad nėra visuotinai priimto inercijos kilmės paaiškinimo.