С понятием инерции мы знакомимся в начале изучения курса физики. В реальной жизни инерция знакома нам буквально с раннего детства, когда появляется способность воспринимать особенности окружающего мира и запоминать закономерности. Вот только откуда берется инерция? Дочитай статью до конца, чтобы узнать!
Пару слов об инерции
Саму инерцию осознать просто. Наверняка вам доводилось толкать мяч, который потом катится некоторое время без приложения к нему внешнего воздействия или пытаться удержать равновесие в вагоне метро, когда он резко останавливается. Ну а попробуйте-ка столкнуть стоящую машину, хотя катить её будет потом и не так сложно...Таких примеров из практики можно привести огромное множество.
Также отметим, что явление инерции как таковой активно используется в "инженерной" практике. Самый простой пример - маховик двигателя, который благодаря своей инертности компенсирует провалы во вращении и делает движение плавным. Отсюда следует ещё один интересный момент - инерция определяется инертностью, а та зависит от массы тела.
Теперь переходим к самому интересному. В учебниках физики, как школьной, так и институтской программы, инерция описывается примерно как закономерное свойство тела материального тела. Акцент делается на том, что это вполне себе обычное явление для нашего типа пространства и инерция есть ровно как и трава обычно зеленая.
Причина инерции во времена Ньютона
Такой подход вполне себе характерен для раннего этапа изучения физики, когда даже основные законы механики ещё не были описаны в полном объеме. Но возможно вы задавали себе вопрос, а что является причиной инерции? Косвенный ответ есть - это масса. Вот только масса является мерой инертности, или, говоря простым языком, степенью участия тела в инерции. Соответственно, масса - это свойство самого физического тела, а не причина появления инерции.
Скорее всего, ответ на вопрос "откуда берется инерция" следует искать в описании явления массы. Вот только классическая физика тут уже не способна сделать сколь-либо значимый вклад в наше понимание. Мы уже отметили, что Ньютон просто констатировал существование инерции в своем первом законе и объяснить причины этого свойства не мог.
Законы физики на уровне Ньютона правильно принимать как законы локальные, то есть работающие в нашей части пространства. Но мир, на самом деле, устроен куда более сложно. Это уже следует из современных работ квантовых физиков. Уместно было бы сказать, что причиной появления инерции является связь между квантовым миром и миром локальным. Отсюда и непонятки. Примерно как со временем, в случае изучения проекции многомерного пространства на наше.
Причина инерции по Эйнштейну
Если классическая физика умывает руки, то можно обратиться к квантовой физике или к трудам Эйнштейна.
Эйнштейн вообще довольно интересно описал как причину существования массы, так и гравитацию, а вместе с ними и инерцию.
По его представлению, пространство есть некоторая субстанция. Все тела не находятся в пространстве в покое, а перемещаются в пространстве. Само собой, мы не ощущаем этого перемещения. Ведь двигаемся мы вместе с планетой, а определить что и относительно чего перемещается, находясь в "эпицентре" процесса не представляется возможным. Тут уместно вспомнить теорию относительности и рассуждения ученого на этот счёт.
Из-за того, что объекты перемещаются в пространстве, само пространство, подобно густому киселю имеет свойство деформироваться. Объекты оставляют в нем воронки, куда проваливается тело, что и является как причиной гравитации, так и причиной наличия массы у тела. Соответственно, такое падение формирует и инерцию.
В общем-то, звучит оно всё логично, кроме факта постоянного перемещения объектов в пространстве и искажений самого пространства. Ну а если всё так, как представляет себе Эйнштейн, то вот вам и складная картина - когда объект покоится, она на самом деле не покоится, а проваливается в воронку. Мы воспринимаем это, как состояние покоя. Для того, чтобы столкнуть такой летящий объект, нужно приложить бОльшие усилия, нежели чем после изменения направления его падения. Вот и получается, что покоящейся камень столкнуть с места сложно. Ну а если машина едет, то она уже движется по новой траектории внутри этого поля и остановиться ей сложно, потому что она проваливается в пространство.
Теория Эйнштейна, конечно же, намного сложнее, чем приведенное описание :) Но мы стараемся уловить суть. Кроме того, не один только Эйнштейн использовал подобную логику, просто в истории всё это закрепилось за его именем.
Причина инерции в квантовой физике
Следующая попытка описать причину инерции сделана современной квантовой физикой. В некоторой мере это развитие логики понимания пространства у Эйнштейна. Здесь нет ни однозначности, ни даже единогласного мнения. Каждый физик высказывает собственную гипотезу. Наверное следовало бы объемно всё объяснить, но в рамках одной статьи сделать это нереально, поэтому изложим суть.
Вероятно вы уже многократно слышали про поле Хиггса. Грубо говоря, это то поле, которое "формирует" массу объектов. Взаимодействие с этим полем может являться причиной инерции. Это как представить себе поведение пылинки, которая оказывается в окружении других пылинок. Взаимодействия с окружающими объектами заставят пылинку вести себя определённым образом. Правда многие физики отрицают вклад в процесс действие поля Хиггса.
Есть и другой взгляд. Предполагается, что любая частичка - это волна, описываемая функцией состояния. Исходя из волновой природы всего, волну, которую имеет некоторые характеристики не получится просто взять и остановить или заставить перемещаться в выбранном направлении. Потребуется внешняя энергия, которую мы и прикладываем для перемещения тела или его остановки. Сила трения, которая препятствует движению санок с горы - это тоже внешняя сила, которая сообщает энергию.
Пожалуйста, подпишитесь на проект, оцените статью лайком и напишите комментарий! Сейчас это очень важно для выживания проекта!
Статьи по теме на моем канале:
Ещё кое-что полезное:
- Путеводитель по научно-популярным каналам ДЗЕНа: смотрите здесь
