У який момент немає інерції

Інерція - це дуже просто?

По-латині inertia - лінь, відсталість, бездіяльність, лежебочество. Від цього в шкільної фізики інерцію розуміють як здатність фізичних тіл чинити опір будь-якої зміни їх швидкості. Якщо тіло покоїться і його швидкість дорівнює нулю - як якесь «небажання» тіла зрушити з місця.

Здатність тіла пручатися механічному впливу, його «лінь», виражається особливою характеристикою - масою. Огрядного лежень важче спихнути на підлогу і змусити рухатися, ніж худого.

«Шкільну» інерцію добре демонструє досвід, показаний на малюнку. Якщо смикнути різко, завжди рветься нижня нитка - інерція важкого кульки не дає йому помітно зрушити з місця за час ривка. А якщо тягнути з меншою силою, але плавно, то завжди рветься верхня нитка, так як її тягне не тільки сила руки, але і вага кульки.

Тіло пручається впливу з деякою силою, це і є сила інерції. Лежень не дасть просто так стягнути себе на підлогу, він впирається. У класичній фізиці інерція, або інертність, і сила інерції одне і теж - сила опору тіла впливу. «Інерція» говорять просто стислості заради.

Звідси випливає простий висновок: немає сили опору - ні інерції. Інерція тіла пропадає в той момент, коли нього ніщо і ніяк не діє. Пасажир іде по морю з повний штиль судна у своїй каюті ніяк не впізнає його швидкості, поки судно не зробить поворот (з`явилася деяка бічна швидкість) або НЕ налетить на мілину і судно не стане гальмуватися.

Не все так просто

Проте вже в класичній механіці для вирішення практичних завдань довелося ввести три сили інерції: ньютонову, даламберову і ейлерову. За величиною і розмірності вони однакові, але математично описуються по-різному. Вчені добре знають, що така ситуація - симптом тревожний- значить, ми тут чогось недостатньо розуміють.

Той факт, що в невагомості (скажімо, при вільному падінні в порожнечі) інерція діє як ні в чому не бувало, змусив ввести для будь-якого тіла дві різні, і в той же час однакові, маси: інертну, що дає здатність чинити опір діям, і важку , від якої залежить вагу тіла. Мовчазно передбачалося, що інертна і важка маси в точності дорівнюють один одному, але строго їх тотожність не доведена і донині.

З відкриттям бозона Хіггса, елементарної частинки, що надає тілам масу, і, відповідно, інерцію, фізики взагалі почали уникати суперечок і масі. Створюється враження, що вони й самі перестали розуміти, що ж все-таки хочуть дізнатися.

А як щодо інерції зору? Культурної інерції? Інерції картинки на екрані комп`ютера, за яким ви, шановний читачу, зараз сидите і читаєте цю статтю? Вони, і безліч інших інерцій - поняття не абстрактні, а цілком конкретні. З їх допомогою фахівці різних галузей роблять свою роботу і отримують оплату за її результатами.

Ентропія, ентальпія, інерція

Питання починає прояснюватися, якщо прийняти, що маса - лише окремий, і досить обмежений, випадок прояву інерції. Тоді залишається підхід з найнадійнішою і універсальної позиції - енергетичної. Його основи заклав у XIX столітті Джозі Віллард Гіббс.

Гіббс ввів у науку два поняття - ентропію і ентальпію. Перша характеризує прагнення всього в світі розсіяти свою енергію і перетворитися на хаос. Друга - властивість окремих шматків хаосу організуватися в деякий порядок.

Повний хаос і абсолютний порядок означають одне і те ж - смерть всього сущого. У хаосі все переплутано до повної однорідності і нічого не змінюється і, значить, нічого не відбувається. В абсолютному порядку просто нічого не змінюється і нічого не відбувається. У живому світі хаос і порядок взаємопов`язані і взаємно доповнюють один одного.

У наш час, як конкретно порядок породжує хаос, а хаос - порядок, вивчає спеціальна наука, теорія хаосу. Насправді це складна і сувора наукова дисципліна, а зовсім не те, що показано в голлівудському фільмі.

При чому тут інерція? Але ж наш світ живе. У ньому щось відбувається, щось змінюється. Це можливо тільки в тому випадку, якщо не тільки масивні тіла, але і всі взагалі обов`язково пручається будь-яких впливів. Інакше відразу встановився б або повний хаос, або абсолютний порядок. Або вони без жодних проміжних змін переходили б один в одного.

Інерція та причинність

Друге, і не менш важливе і всюдисуще, прояв загальної інерції - принцип причинності. Суть його на перший погляд проста: все, що відбувається, трапляється чомусь, і слідство неодмінно слід за причиною. Інерція проявляється в тому, що між причиною і наслідком повинен пройти деякий проміжок часу. Інакше світ миттєво прийде або до повного хаосу, або до абсолютного порядку, і помре.

Принцип причинності набагато складніше і глибше, ніж може здатися. Найпростіший приклад - фраза з детектива або вестерна: «Він так і не почув пострілу, який його вбив». Чому? Стріляли в спину, а куля летить швидше звуку.

А ось приклад, складніший для розуміння. Уявімо собі риються в землі черв`яка. Він слепой- найбільша швидкість, зрозуміла йому - швидкість звуку (хвиль стиску) в грунті.

Черв`як відчуває поштовх ззаду. Якщо він розумний і розробляє свою червячіную фізику, він спробує знайти його причину, тим більше що й інші черв`яки не раз помічали точно такі ж поштовхи. Але як черв`як ні пнеться, нічого у нього не виходить: виходять заумні викладки, ні з чим не згідні висновки, нерозв`язні протиріччя.

Чому? Тому, що поштовх у грунті породила ударна хвиля від пролетів надзвукового літака. Коли черв`як відчув поштовх ззаду, літак був уже далеко попереду.

Це не означає, що теорія відносності невірна і ми вважаємо інерцію нашого світу вираженої через швидкість світла тільки тому, що не можемо сприймати нічого швидше, а свої прилади робимо під наші органи чуття. Можливо, є світи, де інерція в мільйони, мільярди, трильйони разів менше, ніж в нашому і максимальна швидкість передачі сигналів в стільки ж разів більше.

Але світ, де хоч щось хоч на мить виявиться позбавлене інерції, неможливий. Він одразу ж загине і припинить своє існування.

Підсумок

Підводячи підсумки, можна сказати наступне:

Перше. Інерція як здатність всіх у світі об`єктів і явищ чинити опір будь-яких впливів, існує завжди і скрізь. Вона - невід`ємна властивість будь-якого світу, і будь світ без інерції нежиттєздатний.

Друге. При відсутності помітних впливів на об`єкт або явище помітних проявів інертності також не буде.

Третє. Відсутність помітних проявів інертності не означає відсутності на нього будь-яких впливів. Можливо, вплив є, і інерція проявляється, у сфері, яку ми не можемо сприймати безпосередньо або досліджувати за допомогою приладів.