miniatura|Gráfico que ilustra a Primeira lei de Newton. Aínda que o concepto de inercia é fundamental na mecánica clásica, a súa interpretación na mecánica cuántica é máis complexa, xa que as partículas subatómicas non seguen as mesmas leis de movemento que os obxectos macroscópicos. A inercia é unha propiedade física fundamental da materia que describe a súa resistencia a cambios no movemento. Segundo a Teoría da relatividade, a enerxía tamén exhibe inercia, xa que materia e enerxía son equivalentes. Se un corpo non está sometido á acción de forzas ou está sometido a un conxunto de forzas con resultante nula, este corpo non experimenta un cambio de velocidade. Isto significa que, se está parado, permanece parado, e se está en movemento, continúa en liña recta cunha velocidade constante. Este principio, formulado primeiro por Galileo e posteriormente confirmado por Newton, coñécese como o primeiro principio da dinámica (1ª lei de Newton) ou principio de inercia.
O principio de inercia pódese observar no movemento dun autobús: cando parte de repouso, os pasaxeiros tenden a retroceder, e cando frea, tenden a avanzar. Tamén se observa cando unha pelota roda por unha superficie lisa e só se detén debido á fricción.
A inercia está directamente relacionada coa masa dos corpos:
Os corpos cunha masa elevada teñen maior inercia. Os corpos cunha masa pequena teñen menor inercia. Por exemplo, é máis difícil empurrar un coche ca unha bicicleta debido á diferenza nas súas masas.
O concepto de inercia tivo un importante precursor na Idade Media coa teoría do ímpeto do filósofo Jean Buridan.
Noutras palabras, a inercia é a resistencia que todos os corpos materiais ofrecen á modificación do seu estado de movemento ou repouso. Dende as ideas de Aristóteles ás teorías de Einstein, o concepto de inercia transformouse profundamente, converténdose nun piar fundamental da física. Hoxe, segue a ser esencial para entender tanto o movemento dos astros e os corpos macroscópicos, aínda que non explica totalmente como o comportamento das partículas subatómicas.O concepto clásico de inercia non se aplica directamente no mundo subatómico, pero a idea de resistencia a cambios no movemento (ou no estado cuántico) segue sendo relevante.
Orixe da inercia Non existe unha única teoría aceptada que explique a orixe da inercia. Diferentes propostas, como a de Ernst Mach (principio de Mach), ou hipóteses de Albert Einstein, Dennis Sciama e Bernard Haisch, foron obxecto de debate. Outros enfoques máis recentes inclúen os traballos de Emil Marinchev (2002) e Vesselin Petkov (2009). Outra hipótese, suxerida polo físico sueco-estadounidense Johan Masreliez nun estudo de 2006, propón que a inercia podería explicarse mediante modificacións nos coeficientes métricos do espazo-tempo en resposta á aceleración, modeladas a través de factores de escala derivados do Factor de Lorentz.
Historia e desenvolvemento do concepto O movemento segundo Aristóteles Antes do Renacemento, a teoría máis aceptada na filosofía occidental sobre o movemento baseábase nas ideas de Aristóteles, quen sostivo que un corpo só podía continuar en movemento se existía unha forza motriz que o impulsase.Formulada entre 335 a. C. e 322 a. C. Segundo esta visión, un proxectil en movemento era impulsado polo medio circundante, como o ar, e un movemento tan violento no baleiro sería imposible.
Esta interpretación foi cuestionada por varios pensadores ao longo de case dous milenios. Lucrecio (seguindo, presuntamente, a Epicuro) afirmou que o "estado por defecto" da materia era o movemento, non a estaticidade.
No século XI, Xoán Filopono argumentou que o movemento podería manterse sen a acción do medio, por algunha propiedade conferida ao obxecto cando se poñía en movemento. Esta visión foi fortemente contestada por Averroes e por moitos filósofos escolásticos que apoiaron a Aristóteles. Non obstante, no mundo islámico, Filopono tivo tamén partidarios que desenvolveron as súas ideas. No mesmo século XI, o polímata persa Ibn Sina (Avicena) afirmou que un proxectil no baleiro non pararía a menos que houbese acción.
Teoría do ímpeto No século XIV, Jean Buridan desenvolveu a teoría do ímpeto, segundo a cal un obxecto en movemento conserva unha propiedade chamada ímpeto até que unha forza externa o disipa. A idea foi de Buridan foi elaborada posteriormente por Giambattista Benedetti, quen argumentou que o movemento natural dun obxecto non era necesariamente circular, como afirmaban Aristóteles e a escola peripatética, senón rectilíneo.
A idea do ímpeto influíu en pensadores posteriores como Isaac Beeckman (primeiro físico que rompeu completamente co modelo aristotélico, en 1614) e Descartes, que propuxeron a existencia dun principio de conservación do movemento. miniatura|272x272px| Galileo Galilei Galileo e Newton: O principio de inercia As ideas de Beeckman, Descartes e Copérnico sobre o movemento foron refinadas e organizadas por Galileo Galilei. A través dos seus experimentos, Galileo demostrou que un obxecto en movemento continuaría movéndose indefinidamente se non houber forzas que o detivesen, como a fricción do ar. Galileo pensaba que os corpos en movemento seguirían traxectorias circulares arredor da Terra se non existise ningunha forza que os alterase. A esta idea chámaselle "inercia circular", xa que asumía que o movemento natural dun corpo sen influencias externas sería un círculo. Isaac Newton reformularía este concepto e establecería a idea de "inercia rectilínea", é dicir, que un corpo seguirá movéndose en liña recta a menos que unha forza o faga cambiar de dirección.Véxase o artigo de Alan Chalmers "Galliean Relativity and Galileo's Relativity", en Correspondence, Invariance and Heuristics: Essays in Honour of Heinz Post, eds. Steven French and Harmke Kamminga, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 1991, pp. 199–200, ISBN 0792320859. Chalmers non cre, con todo, que a física de Galileo tivese un principio xeral de inercia, circular ou non.Dijksterhuis E.J. The Mechanisation of the World Picture, Oxford University Press, Oxford, 1961, p. 352
Segundo Galileo, un barco que recibise un impulso sobre un mar en calma seguiría movéndose arredor do planeta sen deter a súa marcha. Esta idea levou a Galileo a unha conclusión fundamental en 1632: se non hai un punto de referencia externo, non podemos distinguir entre un obxecto en movemento e un en repouso. Este principio esencial, xunto coa transformación de Galileo —que describía como as velocidades se suman e restan dependendo do marco de referencia— inspirou a Einstein no desenvolvemento da súa teoría da relatividade especial.
Os conceptos de Galileo foron refinados, modificados e codificados por Newton como a primeira das súas Leis do movemento (Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, 1687): "Todo corpo persevera no seu estado de repouso ou de movemento uniforme en liña recta, a non ser que se vexa obrigado a cambiar ese estado polas forzas impresas nel".
Desde a súa publicación, esta lei converteuse nun dos fundamentos da mecánica clásica.
O termo "inercia" foi introducido por primeira vez por Johannes Kepler no seu Epítome da astronomía de Copérnico (1617 a 1621); porén, o significado de Kepler do termo (derivado da palabra latina para "preguiza") non era o mesmo que a interpretación moderna. Kepler definiu a inercia só en termos de resistencia ao movemento, seguindo a suposición de que o descanso era un estado natural.
Relatividade A relatividade especial de Albert Einstein (1905) incorporou os principios da inercia na súa teoría dos marcos de referencia inerciais.Einstein, Albert. "Sobre a electrodinámica dos corpos en movemento". 1905. Esta teoría revolucionou o significado de moitos conceptos físicos, como a masa, a enerxía e a distancia. O concepto newtoniano de inercia implicaba que o principio de relatividade só se podía aplicar aos marcos de referencia inerciais. Para abordar esta limitación, Einstein desenvolveu a súa teoría da relatividade xeral (1916), que introduciu un marco teórico que incluía marcos de referencia non inerciais (acelerados).Einstein, Albert (1997). The Foundation of the General Theory of Relativity . Princeton University Press.
Na teoría da relatividade, a inercia segue sendo unha propiedade fundamental, pero intégrase nun marco máis amplo que inclúe a curvatura do espazo-tempo e a equivalencia entre masa e enerxía. Segundo esta teoría, un corpo en caída libre non experimenta unha forza, senón que segue unha xeodésica no espazo-tempo curvado (é dicir, no modelo de Einstein, a gravidade non se interpreta como unha forza tradicional, senón como unha manifestación da curvatura do espazo-tempo).
Notas
Véxase tamén
Isaac Newton Leis de Newton Mecánica clásica Momento de inercia
Categoría:Dinámica Categoría:Wikipedia:Páxinas con traducións non revisadas Categoría:Mecánica clásica Categoría:Masa Categoría:Velocidade