Поміркуйте

Багато хто з вас чув слова «інерція» та «інертність».

А що, на вашу думку, вони означають?

Пригадайте

Усі тіла навкруги взаємодіють одне з одним. У яких випадках під час взаємодій швидкість тіл змінюється, а в яких тіла залишаються в стані спокою?

Що писав Аристотель про рух тіл?

У попередньому параграфі ми з’ясували, що коли на тіло діють інші тіла, його швидкість може змінюватися. Це відбувається, якщо дію одних тіл не врівноважує дія інших тіл. Наприклад, ми з’ясували, що коли дію Землі не врівноважує дія стола, книга падає вниз.

А як рухатиметься тіло, якщо на нього не діють інші тіла? І взагалі, буде воно в такому разі рухатися чи буде перебувати у спокої?

Ще з часів Давньої Греції, коли формувалися природничі науки, панувала думка: коли на тіло не діють інші тіла, воно може перебувати лише у спокої. Люди бачили, що тіла, які їх оточують, не рухаються «самі собою». Так, віз горизонтальною дорогою рухається за умови, що його тягне кінь (мал. 23.1), а хвилі на воді з’являються завдяки вітру.

Коли кінь перестає тягти воза, той зупиняється, коли стихає вітер — хвилі зникають. Ґрунтуючись на цих спостереженнях, давньогрецький філософ Аристотель у своїй роботі «Фізика» (давньогрецькою фиаід — природа) стверджував: «Тіло рухається лише тоді, коли його щось рухає».

Такого уявлення про рух дотримувалися впродовж близько 2000 років, доки його не піддав сумніву італійський науковець Ґалілео Ґалілей.

Ґалілео Ґалілей проти АрИсТоТеЛЯ

Саме Ґалілей зробив фізику експериментальною наукою (мал. 23.2).

Повторимо досліди Ґалілея!

Якщо штовхнути кулю, яка лежить на горизонтальній поверхні стола, то вона покотиться й продовжить рух навіть після того, як ви припините її штовхати (мал. 23.3). Тобто для того, щоб тіло рухалося, зовсім не потрібна дія іншого тіла!

Ґалілей продовжував свої досліди й помітив: чим твердіша й гладша горизонтальна поверхня, то куля довше нею котиться.

За своїми дослідами Ґалілей зробив геніальний висновок: «Тіло рухається тоді, коли йому ніщо не заважає рухатися».

Дослід

Штовхніть кулю, яка лежить на горизонтальній поверхні стола.

Чи продовжить вона рух після того, як ви припинили її штовхати?

Явище та закон інерції

Так Ґалілей відкрив явище інерції — явище, коли тіла зберігають свою швидкість незмінною, якщо на них не діють інші тіла.

Англієць Ісаак Ньютон сформулював закон інерції — перший закон класичної механіки.

Якщо на тіло не діють інші тіла, воно рухається зі сталою швидкістю в незмінному напрямку або зберігає стан спокою.

Рух за інерцією

Рух тіла зі сталою швидкістю в разі, коли інші тіла на нього не діють, називають рухом за інерцією.

За звичайних умов взаємодії з навколишніми тілами позбутися неможливо, тому в щоденному житті рухом за інерцією ми будемо називати рух тіла, дію на яке інших тіл зведено до мінімуму. Наприклад, рухом за інерцією можна вважати катання дітей горизонтальною льодовою доріжкою — «ковзанкою» (мал. 23.4). На «ковзанці» в горизонтальному напрямку майже нічого не заважає рухатися.

Часто рухом за інерцією помилково називають рух м’яча після удару або кулі, що вилетіла з рушниці. На рух м’яча або кулі після того, як вони почали рухатися самостійно, доволі сильно впливає дія Землі та опір повітря. Тому швидкість руху цих тіл помітно змінюється, й тому це не є рухом за інерцією (мал. 23.5).

Однак у щоденному житті будь-який рух тіла після того, як на нього припинила діяти сила, що помітно змінювала його швидкість, ми називаємо рухом за інерцією. Насправді це є проявом певної властивості тіл, про яку йтиметься далі.

Із власного досвіду ви, можливо, знаєте, що коли людина спотикається, то вона падає вперед, а коли підковзується, то падає назад.

Поміркуйте, чому так виходить.

ЗапКтання для повторення й засвоєння

1. Якою, на думку Аристотеля, є головна умова руху тіла?

2. Що, на думку Ґалілея, треба забезпечити, аби тіло продовжувало свій рух?

3. Сформулюйте закон інерції.

4. У чому полягає явище інерції?

5. Який рух можна назвати рухом за інерцією?

6. Наведіть приклади з власного досвіду, коли тіла виявляють власну інертність.

Ключова ідея

Аристотель стверджував, що тіло рухається тільки тоді, коли його щось рухає.

Ґалілей першим запропонував експериментальний метод у фізиці. Він з'ясував, що тіло рухається тоді, коли йому ніщо не заважає рухатися, і відкрив закон інерції: якщо на тіло не діють інші тіла, воно рухається зі сталою швидкістю в незмінному напрямку або зберігає стан спокою. Такий рух тіла називають рухом за інерцією, а саме явище — інерцією.

Інертність тіла полягає в тому, що для зміни швидкості руху на певну величину потрібно, щоб дія на тіло зовнішніх сил тривала певний час. Саме інертність тіл проявляється у випадках, коли ми змінюємо швидкість їхнього руху.

Це матеріал з підручника "Природничі науки" 5 клас Рудич 2022