Что такое инерция

Мир полон движения. Движутся звезды, планеты. И на Земле мы всюду видим движение: течет вода в реках, ветер гонит облака и качает деревья, по дорогам едут автомобили, по рельсам – поезда, в воздухе летят самолеты. Наукой доказано движение невидимых глазом частиц – молекул, атомов. Движение есть основное свойство материи.

Механическое движение характеризуется скоростью. И вот другое основное положение: движущееся тело не может само по себе изменить свою скорость. Если на движущееся тело не действуют никакие другие тела, то тело не может ни ускорить, ни замедлить, ни изменить направление своего движения, оно будет двигаться с какой-то определенной по модулю и направлению скоростью. Только воздействие других тел может изменить эту скорость.

Свойство тел сохранять модуль и направление своей скорости называется инерцией. Галилей первый объяснил явление инерции. Ньютон сформулировал «закон инерции»: всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока действия со стороны других тел не изменят этого состояния.

Ни один предмет сам собой не придет в движение. Стоящий в комнате стол никогда сам собой не начнет двигаться по комнате. Движущееся тело не может само собой остановиться. Когда водитель резко затормозит вагон трамвая, то находящиеся в нем пассажиры наклонятся вперед, продолжая движение по инерции. Когда вагон резко тронется с места, пассажиры откачнутся назад. На крутом повороте дороги можно вылететь из саней в сугроб.

Предоставляем читателям самим объяснить неудачи неопытного конькобежца, изображенного на рисунке 23 («споткнулся», «поскользнулся»).

Число примеров проявления инерции необъятно. Инерция – неотъемлемое свойство движущейся материи.

Как же используется явление инерции в технике? Чтобы ответить на этот вопрос, надо знать, что явление инерции в одних случаях может принести вред, и тогда нашей задачей будет предупредить, устранить или уменьшить этот вред. В других случаях инерцию можно поставить на службу человеку, сделать ее нашим помощником.

Наиболее распространенное движение в технике – вращательное. Такое движение возможно только при наличии связи, удерживающей движущееся тело на окружности. Чтобы заставить, например, камень описывать окружности в воздухе, его надо привязать к веревке. При этом, стремясь двигаться по инерции, по прямой линии, касательной к окружности, камень будет натягивать веревку и может ее разорвать. Вследствие инерции слетает грязь с вращающихся колес велосипеда (рис. 24). Быстро вращающийся шкив, маховое колесо, циркулярная пила и вращающиеся части машин могут разорваться. Поэтому специальными расчетами на прочность определяют размеры частей машин и допустимую скорость их вращения.

Ну, а полезное применение инерции? Прежде всего – для продолжения движения. Машинист, ведущий поезд, прекращает работу двигателя на некотором расстоянии до остановки, чтобы поезд прошел это расстояние по инерции. Водители автомашин для экономии бензина часть пути проезжают с выключенным двигателем.

На валах поршневых машин устанавливают маховики, чтобы повысить равномерность вращения вала. В водяных и паровых турбинах, ветряных двигателях используется инерция движения воды, пара и воздуха. Работа центробежного насоса, центрифуги, веялки, сепаратора – все это примеры использования инерции.

В различных применениях удара. начиная от выколачивания пыли и полоскания белья и кончая различными ударными техническими устройствами, используется инерция.

Представьте на минуту, что произошло бы в мире, если бы мгновенно исчезло свойство тел, которое мы называем инерцией. Луна упала бы на Землю. Планеты упали бы на Солнце. Движение тела могло бы осуществляться только под действием силы и прекращалось бы с исчезновением последней. Исчезновение инерции означало бы исчезновение движения вообще. Таким образом, инерция есть не что иное, как выражение единства материи и движения.