Svako telo trudi se da zadrži stanje mirovanja ili ravnomernog pravolinijskog kretanja, sve dok ga neko drugo telo ne primora da to stanje promeni.
Zakon inercije
Video čas
Početak XVII veka doneo je bitne promene u razvoju nauke. Arapski brojevi su se sve više koristili, matematika se polako razvijala, a ogled se stidljivo vraćao u naučnu praksu. Međutim, pravu naučnu revoluciju, krajem XVII veka je izveo britanski naučnik Isak Njutn, uvođenjem nove matematičke metode nazvane Calculus, koja je omogućila naučnicima širom sveta da svoje tvrdnje dokažu matematički. Osim ove nove matematičke metode, Njutn je u svom kapitalnom delu “Matematički principi prirodne filozofije” izneo i tri zakona kretanja, koji se danas nazivaju Njutnovi zakoni kretanja.
Zakon inercije, govori o sklonosti tela da zadrži stanje kretanja u kojem se nalazi. Ova sklonost se naziva inercija.
Svako telo se protivi pokušaju da mu se promeni način kretanja.
Telo koje miruje bi da nastavi da miruje, a telo koje se kreće ravnomerno pravolinijski, želi da nastavi tako da se kreće.
Ako se nalazite u autobusu, koji se kreće po gradu ravnomerno pravolinijski, recimo brzinom od 50 km/h i vi se krećete istom tom brzinom, ravnomerno pravolinijski. Pretpostavimo da u nekom trenutku autobus zakoči. Kočenjem točkovi prestaju da se okreću, a sila trenja između guma i puta deluje na autobus, koji zbog toga menja svoj način kretanja – usporava. Istovremeno, na vas, u autobusu ne deluje nikakva sila, tako da vi nastavljate da se krećete ravnomerno pravolinijski, po zakonu inercije. Da biste se zaustavili, mora na vas delovati neka sila. Ili ćete se osloniti na nekog u autobusu ili ćete se uhvatiti za šipku, koja će vas zaustaviti.
Ovaj zakon ima i dublji smisao. On govori o uzročno posledičnim vezama. Ništa se ne dešava bez uzroka, barem ne u ovom našem svetu, gde se mase mere kilogramima, a udaljenosti metrima.
Da bi telo promenilo način kretanja, mora postojati neki uzrok, koji je Njutn definisao kao silu, u svom drugom zakonu kretanja. Pošto se u fizici sve mora kvantifikovati, Njutn je utvrdio da je inercija dirtektna posledica mase tela, te je na taj nači i definisao masu.
Da se mi vratimo na autobus koji koči. Ukoliko imate 50 – 60 kg, biće relativno lako da se zaustavite. Ali, ukoliko imate znatno više kilograma, ili nosite težak ranac na leđima, zaustavljanje će biti znatno zahtevniji zadatak. Tada je potrebna veća sila da bi promenila način vašeg kretanja. dakle:
Masa je mera inertnosti tela.
Što je masa tela veća potreban je veći napor da bi se telu promenio način kretanja, i obrnuto. Ovako definisana masa se naziva inercijalna masa.
Pretpostavimo da negde u svemiru, gde nema nikakvih sila otpora (trenje, otpor sredine …) relativno miruju dva tela, različitih masa. Da li će i tada pomeranje tela veće mase, iz stanja mirovanja, iziskivati veći napor od pomeranja tela manje mase? Hoće! Inertnost tela koje miruje zavisi isključivo od njegove mase.
Međutim, ukoliko se ova dva tela kreću različitim brzinama u odnosu na neko telo koje relativno miruje, situacija postaje malo složenija, kada pokušavamo da promenimo njihov način kretanja.
Ovoga puta, napor koji moramo uložiti da bismo promenili način kretanja tela zavisi i od mase tela, ali i od brzine kojom se telo kreće. Zato moramo definisati novu veličinu koja u potpunosti opisuje stanje kretanja nekog tela – linearni moment.
linearni moment se često naziva i količina kretanja ili kratko impuls, a definiše se kao proizvod mase tela i njegove brzine.
$$\vec{p}=m\cdot \vec{v}$$
Linearni moment je, kao što se vidi, vektorska veličina čiji intenzitet zavisi od mase tela i intenziteta njegove brzine, dok su mu pravac i smer isti kao pravac i smer brzine. Merna jedinica za linearni moment direktno proizlazi iz mernih jedinica za masu (kg) i brzinu (m/s):
$$kg\frac{m}{s}$$
Sada se promena načina kretanja tela može matematički predstaviti kao promena linearnog momenta u jedinici vremena, o čemu će biti reči u lekciji o drugom Njutnovom zakonu.
Ako se telo kreće po inerciji, ravnomerno pravolinijski, njegov linearni moment se tokom vremena ne menja:
$$\frac{\Delta \vec{p} }{\Delta t} =0$$