Инерция құбылысы туралы мәлімет | туралы қазақша

Күнделікті тәжірибеден біз белгілі бір бағытта қозғалған дене өзінің қозғалыс жылдамдығын сол бағытта сақтауға тырысатынын байқаймыз. Ондай денені тоқтату үшін оған басқа дене әрекет етуі керек. Сондай-ақ қандай да бір санақ денесіне қатысты тыныштықта тұрған нәрсенің өздігінен қозғалысқа келмейтінін күнделікті бақылаулардан білеміз. Мысалы, жерде жатқан доп оны аяқпен тепкеннен кейін ғана қозғалысқа келеді; хоккей шайбасы оны таяқпен ұрғаннан кейін барып мұз үстімен сырғанайды; әткеншек қолмен тербеген кезде қозғалысқа келеді.

Осы мысалдардың өзі-ақ кез келген дене егер оған басқа денелер әрекет етпесе немесе олардың әрекеттері бірін-бірі теңгеріп тұрса, онда дене тыныштығын сақтайды немесе бірқалыпты түзусызықты қозгалады. Мұндай пайымдаудың дұрыстығына көз жеткізу үшін көлбеу беттен тұрақты v жылдамдықпен үш түрлі төсеніші бар горизонталь жолға келіп түскен арбашаның қозғалысын қарастырайық. Алғашқыда ол құм төселген жолға, одан кейін қалың мата жабылған жолға, соңында тегіс жалтыр шыны жолға келіп түссін делік.

Бірдей биіктіктен қозғалған арбашаларды бақылай отырып, бірінші жолда азғана жол жүріп, жылдамдығын күрт азайтқанын байқаймыз. Екінші жолда арбаша бірінші жағдайға қарағанда біршама көбірек жол жүреді және жылдамдығын да ұзағырақ сақтайды. Ал үшінші жолда ол анағұрлым ұзақ жол жүріп, жылдамдығын да ұзақ сақтайды. Сөйтіп, арбашаның жолындағы кедергі неғұрлым азайған сайын, ол алғашқы жылдамдығын ұзағырақ сақтайды және қозғалыс соғұрлым бірқалыпты қозғалысқа жуықтайды.

Егер қозғалыстағы дененің жолындағы барлық кедергі жойылған болса, ол қалай қозғалар еді? Бұл сұраққа Италияның атақты ғалымы Галилео Галилей мұқият жүргізілген тәжірибелер арқылы былайша жауап берген болатын.

Денеге басқа денелер әрекет етпесе, онда ол Жер бетіне қатысты тыныштық күйінде тұра береді немесе түзусызықты бірқалыпты қозгалысын сақтайды. Физикада әртүрлі денелердің тыныштық күйін немесе бірқалыпты қозғалыс қалпын түрліше сақтайтын қасиеттерін сипаттау үшін инерция және денелердің инерттілігі деген ұғымдар қолданылады.

Денеге басқа денелер әрекет етпеген кезде қалыптасқан жылдамдығын сақтау құбылысы инерция деп аталады. Латынша іnertia (инерция) — қозғалыста емес, әрекетсіздік деген мағына береді. Адамдар күнделікті өмірде инерциямен жиі ұшырасады. Мысалы, көліктің кез келген түрінде кетіп бара жатқан жолаушы көлік кенет тоқтағанда алға қарай еңкейіп, ал жылдамдығын күрт арттырғанда, артқа қарай шалқаяды. Өте жылдам жүгіріп келе жатқан адамның немесе шапшаң қозғалған автомобильдің жолдың бұрылысында өздерінің алғашқы түзусызықты қозғалыс бағыттарын сақтауға тырысатынын білеміз. Ал кейде құлап немесе аударылып жататынын да жиі кездестіреміз. Өйткені барлық денелер өздерінің алғашқы бағыттағы қозғалу жылдамдықтарын өзгертпей сақтауға тырысады. Міне, бұл мысалдардың бәрі де инерция құбылысын сипаттайды.

Денелердің инерттілігін түсіну үшін жоғарыдағы тәжірибені арбашаның үстіндегі жүкті екі, үш т.с.с. есе өсіре отырып, қайыра жасап көрейік. Үш жағдайда да әртүрлі жүгі бар арбаша тек құм төселген жолмен жүретін болсын. Тәжірибе жүкті екі есе, одан кейін үш есе өсіргенде арбашаның бірінші жолдағысымен салыстырғанда екі есе, одан кейін үш есе артық жол жүретінін және жылдамдықтарын да соншама арттырып (v3>v2>v1), ұзағырақ сақтайтынын көрсетеді. Міне, осындай салыстырмалы жағдайларда жүгі көп денені, жүгі аз денеге қарағанда, инерттілеу дене деп атайды. Яғни 1-арбашаға қарағанда 2-арбашаның инерттілігі екі есе, ал 3-арбашаның инерттілігі үш есе мол дейміз. Осылайша дененің инерттілігі оның бойындағы заттың мөлшеріне тура пропорционал деген қорытындыға келеміз. Инерция мен инерттілік ұғымдары денелердің массасы және тығыздығы деген ұғымдармен тікелей байланысты. Оған келесі тақырыптарда бірте-бірте көз жеткізетін боламыз.