الجمود وقوانين الحركة

القصور الذاتي هو اسم ميل جسم متحرك للبقاء في وضع الحركة ، أو كائن في حالة راحة للبقاء في حالة راحة ما لم يتم التصرف بناءً عليه. تم تحديد هذا المفهوم في قانون نيوتن الأول للحركة.

جاءت كلمة القصور الذاتي من الكلمة اللاتينية inersوهو ما يعني خمولًا أو كسولًا واستخدمه يوهانس كيبلر لأول مرة.

الجمود هو جودة جميع الأشياء المصنوعة من المادة التي تمتلك كتلة. يستمرون في فعل ما يفعلونه حتى تغير القوة سرعتهم أو اتجاههم. لن تبدأ الكرة الجالسة على الطاولة في الدوران حولها ما لم يضغط عليها شيء ، سواء كان يدك أو عاصفة من الهواء أو اهتزازات من سطح الطاولة. إذا قذفت كرة في الفراغ الخالي من الاحتكاك ، فسوف تسير بنفس السرعة والاتجاه إلى الأبد ما لم يتم التصرف بها بواسطة الجاذبية أو قوة أخرى مثل الاصطدام.

الكتلة هي مقياس التعطيل. الأجسام ذات الكتلة الأعلى تقاوم التغيرات في الحركة أكثر من الأجسام ذات الكتلة المنخفضة. سوف تأخذ الكرة الأكثر ضخامة ، مثل الكرة المصنوعة من الرصاص ، دفعة أكبر لبدء التدحرج. يمكن تحريك كرة الستايروفوم من نفس الحجم ولكن كتلة منخفضة بواسطة نفخة من الهواء.

في الحياة اليومية ، نرى الكرات المتدحرجة تستريح. لكنهم يفعلون ذلك لأنهم يتصرفون بقوة الجاذبية ومن آثار الاحتكاك ومقاومة الهواء. لأن هذا هو ما نلاحظه ، لعدة قرون اتبع الفكر الغربي نظرية أرسطو ، الذي قال إن الأجسام المتحركة ستستقر في النهاية وتحتاج إلى قوة مستمرة لإبقائها في الداخل اقتراح.

في القرن السابع عشر ، جاليليو جرب الكرات المتدحرجة على الطائرات المائلة. اكتشف أنه عندما تم تقليل الاحتكاك ، تدحرجت الكرات إلى أسفل الطائرة المائلة التي وصلت إلى نفس الارتفاع تقريبًا وهي تتدحرج إلى الأعلى في المستوى المقابل. لقد استنتج أنه إذا لم يكن هناك احتكاك ، فسوف يتدحرجون لأسفل ثم يواصل التدحرج على سطح أفقي إلى الأبد. لم يكن شيء فطري في الكرة هو الذي جعلها تتوقف عن التدحرج ؛ كان على اتصال مع السطح.

طور إسحاق نيوتن المبادئ الموضحة في ملاحظات جاليليو في قانونه الأول للحركة. يتطلب الأمر إيقاف الكرة عن الاستمرار في الدوران بمجرد تحريكها. يتطلب الأمر قوة لتغيير سرعته واتجاهه. لا تحتاج إلى قوة لمواصلة التحرك بنفس السرعة في نفس الاتجاه. غالبًا ما يشار إلى قانون الحركة الأول باسم قانون القصور الذاتي. ينطبق هذا القانون على إطار مرجعي بالقصور الذاتي. النتيجة الطبيعية 5 نيوتنيقول Principia:

حركات الأجسام المدرجة في مساحة معينة هي نفسها فيما بينها ، سواء كانت تلك المساحة في حالة استراحة أو تتحرك بشكل موحد إلى الأمام في خط مستقيم بدون حركة دائرية.

بهذه الطريقة ، إذا أسقطت كرة على قطار متحرك لا يتسارع ، سترى الكرة تسقط بشكل مستقيم إلى أسفل ، كما تفعل في قطار لم يتحرك.