A tehetetlenség azt jelenti, hogy egy mozgásban lévő objektum hajlamos maradni mozgásban, vagy egy nyugalmi objektum nyugodtan maradni, hacsak erõvel nem hajtják végre. Ezt a fogalmat 2006 - ban számszerűsítették Newton első mozgási törvénye.
A tehetetlenség szó a latin szóból származik iners, ami tétlen vagy lusta, és először Johannes Kepler használta.
Tehetetlenség és a tömeg
A tehetetlenség minden anyagból készült tárgy, amely tömeggel rendelkezik. Addig folytatják, amit csinálnak, amíg egy erő meg nem változtatja sebességét vagy irányát. Az asztalon álló, még mindig ülő labda csak akkor kezd gördülni, ha valami megnyomja azt, legyen az a kezed, a légszél vagy az asztal felületétől származó rezgések. Ha dobott egy labdát a súrlódásmentes térbeli vákuumba, akkor örökre ugyanolyan sebességgel és irányban haladna tovább, hacsak gravitáció vagy más erő, például ütközés nem befolyásolja.
A tömeg mértéke tehetetlenség. A nagyobb tömegű tárgyak jobban ellenzik a mozgás változásait, mint az alacsonyabb tömegű tárgyak. Egy hatalmasabb golyó, például az ólomból készült golyó nagyobb lökést igényel, hogy gördüljön. Ugyanazon méretű, de kis tömegű habszivacs gömböt egy levegőfújó mozgathatja.
Mozgáselméletek Arisztotelésztől Galileoig
A mindennapi életben azt látjuk, hogy a gördülő labdák pihennek. De akkor teszik, mert a gravitációs erő hatással van rájuk, valamint a súrlódás és a levegő ellenállás hatására. Mivel ezt figyeljük meg, a nyugati gondolkodás évszázadok óta követi Arisztotelész elméletét, aki azt mondta, hogy a mozgó tárgyak végül megpihennek, és folyamatos erőre van szüksége a bennük tartásukhoz mozgás.
A tizenhetedik században a Galileo kísérletezett gördülő gömbökkel ferde síkon. Felfedezte, hogy a súrlódás csökkentésével a golyók leereszkedtek egy lejtős síkon, amely majdnem ugyanolyan magasságba lépett vissza, és egy másik ellenkező sík felé gurult. Azt állította, hogy ha nincs súrlódás, akkor lefordulnak egy lejtőn, és örökké gurulnak egy vízszintes felületen. A golyó nem veleszületett képessége okozta a gördülést; érintkezés volt a felülettel.
Newton első mozgási törvénye és inerciája
Isaac Newton kidolgozta a Galileo megfigyeléseiben bemutatott alapelveket első mozgási törvényéhez. Erőre van szükség, hogy megakadályozzák a labdát a gördüléstől, miután elindult. Erőre van szükség a sebesség és irány megváltoztatásához. Nincs szükség erőre, hogy ugyanolyan sebességgel, azonos irányba haladjon tovább. Az első mozgási törvényt gyakran tehetetlenségi törvénynek nevezik. Ez a törvény vonatkozik a tehetetlenségi referenciakeretekre. 5 következtetése NewtonPrincipia szerint:
Az adott térbe beépített testek mozgásai megegyeznek egymással, függetlenül attól, hogy ez a hely nyugalomban van-e vagy egyenletesen előre halad egyenes vonalban, körkörös mozgás nélkül.
Ilyen módon, ha egy labdát ejt egy mozgó vonatra, amely nem gyorsul, akkor látni fogja, hogy a labda egyenesen lefelé esik, mint egy nem mozgó vonaton.