Инертность

Глава 5. Взаимодействие тел. Сила

Нам кажется, что вы прекрасно понимаете, о чем идет речь в следующих примерах:

- В углу комнаты стоял массивный шкаф, на котором лежал легкий, почти воздушный, пуховый платок.

- Начинающий боксер изо всех сил наносит удар по массивной боксерской груше.

- Мне эта работа не по силам.

- Собрав все силы, альпинист продолжил восхождение на Эверест.

- Эта тяжелая работа выполнялась садовником легко, без видимых усилий.

Вы понимаете и такие словосочетания, как жизненная сила, сила ума, сила воли, сила красоты.

Во всех этих случаях вы легко определяете смысл слов «массивный», «сила», «легкий», хотя в разных случаях он различен. В физике вводят особые физические величины, характеризующие определенные свойства материи. И они имеют строго определенный, конкретный смысл. К таким величинам относятся, например, масса, сила, скорость, путь и т.д. Смысл некоторых из них мы уже рассмотрели, смысл других рассмотрим в этой главе.

Инертность

Наблюдая за характером движения тел, на которые действуют другие тела, можно заметить, что одни тела изменяют скорость незначительно, а другие за это же время изменяют свою скорость очень заметно.

Проведем несколько опытов, подтверждающих это.

Опыт 1. Если мальчик и его отец, стоящие на льду на коньках, оттолкнутся друг от друга, то малыш отъедет на гораздо большее расстояние, чем его отец (рис.4.7). Почему?

(рис.66 Башаров 7 кл)

(рис.4.7а и 4.7б)

Опыт 2. Возьмем небольшую тележку с прикрепленной к ней упругой пружиной. Пружина сжата и связана нитью. Тележка покоится относительно стола. Интересно, начнет ли она двигаться после пережигания нити? После пережигания нити мы увидим, что пружина разожмется, но тележка останется на месте (рис.4.8а и 4.8б).

Опыт 3. Теперь поместим рядом с первой тележкой вторую точно такую же тележку, соприкасающуюся с другим концом пружины. Снова пережжем нить. Что же теперь будет происходить? После того, как пружина разожмется, тележки разъедутся на одинаковые расстояния, но в противоположные стороны (рис.4.9а и 4.9б).

То есть, тележки стали разъезжаться только тогда, когда они стали действовать друг на друга посредством пружины. Пружина в этом случае играет роль посредника, т.е. с ее помощью одна тележка действует на другую.

Опыт 4. Если же на правую тележку поместить гирю, масса которой в два раза больше массы тележки, то после пережигания нити тележки снова разъедутся в противоположные стороны, но теперь на разные расстояния (рис.4.10а и 4.10б).

рис.4.10а и 4.10б

Теперь нам легко объяснить, почему малыш в первом опыте отъехал на большее расстояние, чем его отец.

Из этих опытов можно сделать несколько важных выводов:

1. Причиной изменения скоростей тел послужило их действие друг на друга. Действие тел друг на друга называют взаимодействием.

2. В результате взаимодействия скорости тел изменяются. У тел одинаковой массы скорости изменяются одинаково, а у тел с разной массой по-разному: более массивное тело изменяет свою скорость медленнее, чем более легкое.

3. Из этих опытов следует, что у каждого тела есть свойство «сопротивляться» попыткам изменить состояние его движения или покоя. Это свойство называется инертностью. Совершенно ясно, что тела с большей массой более инертны, чем тела с меньшей массой.

Во всех выше перечисленных опытах мы имеем дело с другой массой – инертной. Она отражает совершенно другие свойства тела, а именно, свойство тела «сопротивляться» попыткам изменить состояние его движения или покоя.

Инертная масса является физической величиной, характеризующей инертность тела количественно, т.е. она является мерой инертности.

Понятие массы одно из самых сложных понятий в физике. Оно многогранно и будет раскрываться по мере изучения физики. Вы уже ознакомились с инертной массой и массой, как мерой количества вещества, а далее вы узнаете, что существует понятие гравитационной массы и массы, как меры энергии.

Необходимо отметить, что говорить об инертной массе имеет смысл только тогда, когда тела движутся со скоростями много меньшими скорости света, т.е. меньше чем 300 000 км/с.

Проявление свойства инертности тела можно обнаружить только при действии тел друг на друга, т.е. пока нет действия другого тела на данное тело, нельзя определить насколько оно инертно.

Вопросы для самоконтроля

1. Что называется взаимодействием тел?

2. Что происходит с телами при взаимодействии?

3. Что называется инертностью?

4. Какая величина характеризует инертность количественно?

5. Объясните, почему кометы, пролетающие недалеко от Солнца или Земли, не падают на них?

6. Почему нельзя мгновенно остановиться или мгновенно набрать большую скорость?