С таким свойством материальных тел, которое в физике называют "ИНЕРЦИЯ" были знакомы еще первобытные люди, которые использовали ее при охоте, бросая камни в свою жертву. И не только люди, но и животные пользуются свойством инерции тел. Но, как и в те далекие времена так и, что удивительно и сейчас, мы во всю пользуемся этим явлением совершенно не понимая какова его причина.
Первый, кто экспериментально изучал свойство инерции был великий итальянский ученый Галилео Галилей, основоположник экспериментальной физики, философ, математик, астроном, и который сформулировал закон инерции, примерно так:"при отсутствии внешних сил тело либо покоится, либо движется равномерно". Галилей пришел к такому выводу, проводя эксперименты с катящимися шарами по наклонной и горизонтальной (песок, стекло) плоскостям.
Опыт Галилея многократно демонстрируется школьникам. Я предлагаю немного усложнить эксперимент с использованием математической функции, что несомненно пойдет на пользу процессу образования школьника.
Суть эксперимента. Есть такое устройство - шайбомёт. Берем шайбомет и выталкиваем шайбу с одинаковой силой, ну например, на три поверхности: тканевую, ламинат и лед. измеряем путь, который прошла шайба на каждой из трех поверхностей. Силу трения можно измерить при помощи динамометра. Это делают, например, следующим образом. Тело в виде бруска, равномерно тянут с помощью динамометра по горизонтальной поверхности. При этом динамометр будет показывать величину силу трения скольжения. Понятно, что чем больше скорость V, с которой выталкивается шайба, тем больше путь S, и чем больше сила трения Fтр. тем меньше путь S. Эту зависимость можно выразить формулой через коэффициент k, (k больше 1 и имеет размерность секхН)
S = k х V/Fтр.
Величины k и V не влияют на характер функции, которая является обратной пропорциональной зависимостью и имеет вид
На графике S!, S2, S3 пути, пройденные шайбой на трех поверхностях (ткань, ламинат и лед) с силами трения F1, F2 и F3, соответственно.
Из графика видно, что при силе трения Fтр стремящейся к нулю, пройденный путь S будет стремиться к бесконечности. Что и подтверждает закон инерции.
Природа подарила нам замечательное свойство- ИНЕРЦИЮ, которая помогает нам в жизни, и сказала:" Пользуйтесь инерцией, но будьте осторожны особенно, когда вы находитесь за рулем автомобиля".
Вопрос о причине существования такого явления как ИНЕРЦИЯ ТЕЛ до сих пор не решен и навряд ли будет решен (ну скажем для мягкости в ближайшем будущем). На мой взгляд размышляя в духе великого философа Иммануила Канта, ИНЕРЦИЯ ТЕЛ - ЭТО "ВЕЩЬ В СЕБЕ".
Хочу отметить по поводу одной гипотезы. "Известен парадокс Маха, в котором утверждается, что инерция (центробежная сила) никогда не будет проявляться для вращающегося тела, если не будет других тел во Вселенной, кроме как этого вращающегося тела. Реальность такого парадокса поддерживается теорией относительности А. Эйнштейна. Также эта теория утверждает, что инерционность одной массы будет зависеть от расстояния до других масс, и чем это расстояние больше, тем меньше будет инерция тела удаленного от других масс (цитата: "Поэтому если я удалю какую-нибудь массу на достаточно большое расстояние от всех других масс Вселенной, то инерция этой массы должна стремиться к нулю." стр. 605 «Вопросы космологии и общая теория относительности.» А. Эйнштейн Собрание научных трудов. — М.: Наука, 1965. — Т. 1). Но неизвестны такие опытные данные, которые согласовались бы с этой точкой зрения."
Против такой гипотезы у меня есть возражение, основанное на факте. Кометы, попадающие в поле тяготения планет, разваливаются. Все видели эту картинку, в которой заснято, как комета Шумейкеров-Леви перед тем как врезаться в Юпитер развалилась на части в поле его мощного тяготения.
Как мне думается, развалилась она из-за ИНЕРЦИИ. Ближние к Юпитеру части кометы притягивались сильнее из-за градиента гравитационного поля и тормозились, а более дальни продолжали двигаться по инерции, что и привело к разрыву кометы.
Если я в чем-то не прав скажите.
До встречи!