Inércia

Para remover o carrinho de comida do seu status de repouso, é necessário.

O que é inércia?

O inércia É propriedade que os sistemas físicos precisam manter seu estado inicial, a menos que esses sistemas interajam com um agente externo que o modifique. O conceito de inércia se aplica aos sistemas mecânicos e aos sistemas termodinâmicos.

No caso de sistemas mecânicos, Seu status é determinado pela quantidade de movimento translacional e pela quantidade de movimento rotacional. Em sistemas mecânicos isolados, ou seja, aqueles que estão livres de interações com o ambiente, essas quantidades permanecem constantes.

Por sua parte, o estado de um Sistema termodinâmico é caracterizado principalmente por sua temperatura. Embora o sistema não interaja com o ambiente externo, sua temperatura permanece constante.

Às vezes se fala do grau de inércia de um sistema físico. Isso terá mais inércia, na medida em que é necessária mais energia para alterar seu status inicial em uma determinada quantidade. 

Deve -se notar também que, tanto em sistemas mecânicos quanto termodinâmicos, o grau de inércia é diretamente proporcional à quantidade de sistema do sistema, ou seja, sua quantidade de massa.

Princípio da inércia

Na mecânica clássica, o princípio da inércia é a declaração da primeira das três leis de Newton, publicada pela primeira vez em 1687 por Isaac Newton no trabalho "Princípios matemáticos da filosofia natural".

O princípio da inércia diz:

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Todo corpo mantém seu status de repouso ou seu estado de movimento uniforme retilíneo, a menos que uma ou mais forças desequilibradas atuem nele.

Reciprocamente, se um corpo deixar seu estado de repouso ou mudar sua velocidade e/ou direção, é porque no corpo um agente externo está exercendo uma ou mais forças.

Também é conveniente definir uma quantidade chamada ímpeto ou momento de um corpo, que é o produto de sua massa por sua velocidade. Agora, a interação de um corpo com o ambiente é expressa matematicamente por meio de uma quantidade chamada de força resultante.

Se a força resultante que atua em um objeto não for nula, o objeto muda seu momento e a força resultante é exatamente igual à mudança instantânea de momento por unidade de tempo.

Como ele momento É proporcional à massa, a mesma força produz maior mudança na velocidade de um objeto leve do que um pesado. Então diz -se que o primeiro tem menos inércia do que o segundo.

Inércia e sistemas inerciais

Para medir a velocidade e, portanto, o momento de um objeto, é necessário definir um sistema de referência em relação ao qual essas quantidades são medidas.

Os sistemas inerciais são definidos como aqueles em que um corpo, livre de qualquer interação com seu ambiente, permanece em repouso ou velocidade constante.

O princípio da inércia e as três leis de Newton sempre se aplicam em sistemas inerciais e as forças sempre vêm de interações reais.

Em sistemas não aniciais, aparecem interações fictícias, que dão origem a pseudo-frequeias ou forças fictícias.

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Tipos de inércia

Como dito, na mecânica clássica, a inércia é a resistência à mudança no estado de movimento de um corpo. No entanto, a inércia é frequente nos seguintes casos:

Inércia estática

Um corpo que está em repouso, com relação a um sistema inercial, tenderá a continuar em repouso, a menos que uma força externa age sobre ele.

Quanto maior a massa do objeto em repouso, será exigida de maior força para adquirir uma determinada velocidade em um determinado momento.

Inércia dinâmica

Quando um objeto tem uma velocidade constante, com relação a um sistema de referência inercial, ele manterá sua velocidade. Para que sua velocidade mude, é necessário que uma força externa atue no corpo.

Na medida em que o objeto é mais massivo, será necessária uma força importante para alterar sua velocidade original na mesma quantidade em um determinado momento. É por isso que se diz que um objeto pesado é mais "inerte" do que uma luz.

Inércia translacional

Em todos os órgãos não -punitivos, dois tipos de movimento são distinguidos: uma de tradução e uma de rotação.

A inércia de tradução refere -se à força externa necessária para alterar a velocidade de tradução em uma determinada quantidade e em determinado tempo. Quanto maior a força necessária para acelerar o objeto em uma determinada quantidade, maior será a sua inércia translacional.

Inércia rotacional

Em um corpo não punginal, pode haver movimento de rotação em relação a um sistema inercial. No caso de a taxa de tradução do referido corpo ser constante ou nula em relação ao sistema inercial, do princípio da inércia, segue -se que a soma das forças é nula.

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Uma força externa só pode alterar a velocidade de tradução. Para mudar sua velocidade de rotação angular, a existência de um torque externo não nulo é necessário.

A inércia rotacional é proporcional a uma quantidade física chamada "O momento da inércia”, Essa quantidade é o equivalente rotacional ao"Massa translacional". Quanto maior o momento da inércia será exigido de maior torque para acelerar angularmente um corpo na mesma quantidade; portanto, a inércia rotacional é proporcional ao momento da inércia.

Exemplos diários de inércia

Nos exemplos a seguir, o princípio da inércia é ilustrado em situações cotidianas

Empurrando um carro

Às vezes nos vimos na necessidade de empurrar um carro que não liga. Para superar seu status de repouso, é necessário aplicar uma força, que será maior na medida em que o carro é mais pesado.

Frenagem repentina

Quando a frenagem abrupta de um ônibus ocorre, as pessoas que estão de pé tendem a ser disparadas para a frente como se uma força invisível os empurre para a frente. Para um observador externo (inercial), o que acontece é que as pessoas tendem a manter a velocidade que trouxeram antes que o ônibus parasse. 

A toalha de mesa

Quando ele é expulso abruptamente da toalha de mesa, os pratos que estão nele tendem a ficar em seu lugar original devido à sua inércia.

A distância de frenagem

Suponha que um carro e um caminhão que originalmente tenham a mesma velocidade. A distância de frenagem do carro é muito menor que a do caminhão, porque este último, porque é mais pesado, tem maior inércia.

O caminhão da letra e o dinheiro

Suponha uma moeda em uma carta de convés suportada em um copo. Se a carta for promovida abruptamente, a moeda tende a manter sua posição original. Por esse motivo, a moeda acaba caindo no vidro.