Vous pouvez penser que l'inertie est une force mystérieuse qui vous empêche de faire quelque chose que vous devez faire, comme vos devoirs, mais ce n'est pas ce que les physiciens entendent par le mot. En physique, l'inertie est la tendance d'un objet à rester au repos ou dans un état de mouvement uniforme. Cette tendance dépend de la masse, mais ce n'est pas exactement la même chose. Vous pouvez mesurer l'inertie d'un objet en appliquant une force pour modifier son mouvement. L'inertie est la tendance de l'objet à résister à la force appliquée.
Le concept d'inertie vient de la première loi de Newton
Parce qu'ils semblent si sensés aujourd'hui, il est difficile d'apprécier à quel point les trois lois révolutionnaires du mouvement de Newton ont été à la communauté scientifique de l'époque. Avant Newton et Galileo, les scientifiques avaient une croyance vieille de 2000 ans selon laquelle les objets avaient une tendance naturelle à se reposer s'ils étaient laissés seuls. Galileo a abordé cette croyance avec une expérience impliquant des plans inclinés qui se faisaient face. Il a conclu qu'une balle qui montait et descendait de ces avions continuerait à atteindre la même hauteur pour toujours si le frottement n'était pas un facteur. Newton a utilisé ce résultat pour formuler sa première loi, qui stipule:
Chaque objet continue dans son état de repos ou de mouvement en ligne droite, sauf s'il est soumis à une force externe.
Les physiciens considèrent cela énonce la définition formelle de l'inertie.
L'inertie varie avec la masse
Selon la deuxième loi de Newton, la force (F) requise pour changer l'état de mouvement d'un objet est le produit de la masse de l'objet (m ) et l'accélération produite par la force (a):
F \u003d ma
Pour comprendre comment la masse est liée à l'inertie, considérons une force constante F c agissant sur deux corps différents . Le premier corps a la masse m 1 et le deuxième corps a la masse m 2. En agissant sur m 1, F c produit une accélération a 1 : (F c \u003d m 1a 1) En agissant sur m 2, il produit une accélération a 2: (F c \u003d m 2a 2) Puisque F c est constant et ne change pas, ce qui suit est vrai: m 1a 1 \u003d m 2a 2 et m 1 /m 2 \u003d a 2 /a 1 Si m 1 est plus grand que m 2, alors vous savez qu'un 2 sera plus grand qu'un 1 pour rendre les deux égaux F c, et vice versa. En d'autres termes, la masse de l'objet est une mesure de sa tendance à résister à la force et à continuer dans le même état de mouvement. Bien que la masse et l'inertie ne signifient pas exactement la même chose, l'inertie est généralement mesurée en unités de masse. Dans le système SI, ses unités sont des grammes et des kilogrammes, et dans le système britannique, les unités sont des limaces. Les scientifiques ne discutent généralement pas des problèmes d'inertie en mouvement. Ils discutent généralement de la masse. Un corps en rotation a également tendance à résister aux forces, mais parce qu'il est composé d'une collection de particules qui sont à différentes distances du centre de rotation, les scientifiques parlent sur son moment d'inertie plutôt que sur son inertie. L'inertie d'un corps en mouvement linéaire peut être assimilée à sa masse, mais le calcul du moment d'inertie d'un corps en rotation est plus compliqué car il dépend de la forme du corps. L'expression généralisée du moment d'inertie (I) ou d'un corps rotatif de masse m et de rayon r est I \u003d kmr 2 où k est une constante qui dépend de la forme du corps. Les unités de moment d'inertie sont (masse) • (distance axe-rotation-masse) 2.
Moment d'inertie
