Traagheid en de bewegingswetten

Inertie is de naam voor de neiging van een bewegend object om in beweging te blijven, of een object in rust om in rust te blijven, tenzij opgevolgd door een kracht. Dit concept werd gekwantificeerd in Newton's First Law of Motion.

Het woord inertie kwam van het Latijnse woord iners, wat inactief of lui betekent en voor het eerst werd gebruikt door Johannes Kepler.

Traagheid en mis

Inertie is een kwaliteit van alle objecten gemaakt van materie die massa bezitten. Ze blijven doen wat ze doen totdat een kracht hun snelheid of richting verandert. Een bal die stil op een tafel zit, begint niet rond te rollen tenzij er iets op drukt, of het nu uw hand is, een windvlaag of trillingen van het oppervlak van de tafel. Als je een bal in het wrijvingsloze vacuüm van de ruimte gooide, zou deze voor altijd met dezelfde snelheid en richting voortbewegen, tenzij er door zwaartekracht of een andere kracht, zoals een botsing, op wordt gereageerd.

Volker Möhrke / Getty Images

Massa is een maat voor traagheid. Voorwerpen met een hogere massa weerstaan ​​veranderingen in beweging meer dan voorwerpen met een lagere massa. Een massievere bal, zoals een bal gemaakt van lood, zal meer een duwtje nodig hebben om hem te laten rollen. Een piepschuimbal van dezelfde grootte maar met een lage massa kan door een luchtwolk in beweging worden gebracht.

Theorieën van beweging Van Aristoteles tot Galileo

In het dagelijks leven zien we rollende ballen tot rust komen. Maar ze doen dit omdat ze worden beïnvloed door zwaartekracht en door de effecten van wrijving en luchtweerstand. Omdat dat is wat we waarnemen, volgde het westerse denken eeuwenlang de theorie van Aristoteles, die zei dat bewegende objecten uiteindelijk tot rust zouden komen en voortdurende kracht nodig hadden om ze in beweging te houden.

In de zeventiende eeuw experimenteerde Galileo met rollende ballen op hellende vlakken. Hij ontdekte dat naarmate de wrijving afnam, ballen van een hellend vlak naar beneden rolden en bijna dezelfde hoogte bereikten als een tegenliggend vlak oprollen. Hij redeneerde dat als er geen wrijving was, ze van een helling zouden rollen en dan voor altijd op een horizontaal oppervlak zouden blijven rollen. Het was niet iets aangeboren in de bal dat ervoor zorgde dat het stopte met rollen; het was contact met het oppervlak.

Newton's eerste wet van beweging en inertie

Isaac Newton ontwikkelde de principes uit de observaties van Galileo in zijn eerste bewegingswet. Er is een kracht voor nodig om te voorkomen dat de bal blijft rollen nadat deze in beweging is gezet. Er is een kracht voor nodig om de snelheid en richting te veranderen. Het heeft geen kracht nodig om met dezelfde snelheid in dezelfde richting te blijven bewegen. De eerste bewegingswet wordt vaak de wet van traagheid genoemd. Deze wet is van toepassing op een inertiaal referentiekader. Corollary 5 van Newton's Principia zegt:

De bewegingen van lichamen in een bepaalde ruimte zijn onderling hetzelfde, of die ruimte nu in rust is of uniform in een rechte lijn naar voren beweegt zonder cirkelvormige beweging.

Op deze manier, als je een bal laat vallen op een rijdende trein die niet versnelt, zie je de bal recht naar beneden vallen, net als op een trein die niet in beweging was.