Какое свойство тел характеризует инертность тела
Взаимодействие тел, инертность, масса
Из наблюдений можно заметить, что тела изменяют свою скорость только при наличии не скомпенсированного действия. Т. к. быстрота изменения скорости характеризуется ускорением тела, можем заключить, что причиной ускорения является некомпенсированное действие одного тела на другое. Но одно тело не может действовать на другое, не испытывая его действия на себе. Следовательно, ускорение появляется при взаимодействии тел. Ускорение приобретают оба взаимодействующие тела. Так же из наблюдений можно установить ещё один факт: при одинаковом действии разные тела приобретают разные ускорения.
Установились считать: чем меньше ускорение приобретает тело при взаимодействии, тем инертнее это тело.
Инертность – это свойство тела сохранять свою скорость постоянной (то же, что и инерция). Проявляет себя в том, что для изменения скорости тела требуется некоторое время. Процесс изменения скорости не может быть мгновенным.
Например, движущийся по дороге автомобиль не может мгновенно остановиться, для уменьшения скорости требуется некоторое время, а за это время он успевает переместиться на довольно большое расстояние (десятки метров). (Осторожно переходите дорогу!!!)
Мерой инертности является инертная масса.
Масса (инертная) – мера инертности тела.
Чем инертнее тело, тем больше его масса. Чем больше инертность, тем меньше ускорение. Следовательно, чем больше масса тела, тем меньше его ускорение: a∼1mboxed{asimfrac 1m}.
Данная зависимость записана единственно правильным способом, т. к. форма m∼1am sim frac 1a не верна. Масса не может зависеть от ускорения, она является свойством тела, а ускорение является характеристикой состояния движения тела.
Данная зависимость подтверждается многочисленными опытными результатами.
Рис. 2 Измерение массы методом взаимодействия тел.
Два тела, скреплённые между собой сжатой пружиной, после пережигания нити, удерживающей пружину, начинают двигаться не которое время с ускорением (рис. 1) . Опыт показывает, что при любых взаимодействиях данных двух тел отношение ускорений тел равно обратному отношению их масс:
[frac{a_1}{a_2} = frac{m_2}{m_1};]
если взять первую массу за эталонную (m1=mэтm_1 = m_mathrm{эт}), то m2=mэтaэтa2m_2 = m_mathrm{эт}frac{a_mathrm{эт}}{a_2}.
Масса, измеренная путём взаимодействия (измерения ускорения), называется инертной.
Измерение массы методом взвешивания тел.
Второй способ измерения масс основан на сравнении действия Земли на различные тела. Такое сравнение можно осуществить либо последовательно (сначала определяют растяжение пружины под действием эталонных масс, а потом под действием исследуемого тела в тех же условиях), либо одновременно располагают на равноплечих рычажных весах на одной чаше исследуемое тело, а на другой эталонные массы (рис. 2).
Рис. 2
 |
| Рис. 3 |
Масса, измеренная путём взвешивания, называется гравитационной.
В качестве эталона и той и другой массы принята масса тела, выполненного в форме цилиндра высотой 39 мм39 mathrm{мм} и диаметром 39 мм39 mathrm{мм}, изготовленного из сплава 10 % иридия и 90 % платины (рис. 3).
В 1971 г наши соотечественники Брагинский и Панов придумали и провели опыт по сравнению массы гравитационной и инертной. Оказалось, что с точностью до 10-1210^{-12} % эти массы равны.
Данный факт известен был и ранее, и послужил основанием для формулировки Эйнштейном принципа эквивалентности.
Принцип эквивалентности утверждает, что
1) ускорение, вызванное гравитационным взаимодействием в малой области пространства, и за небольшой интервал времени, неотличимо от ускоренно движущейся системы отсчёта.
2) ускоренно движущееся тело эквивалентно неподвижному телу, находящемуся в гравитационном поле.
Пример 1.
Два тела массами 400 г400 mathrm{г} и 600 г600 mathrm{г} двигались навстречу друг другу и после удара остановились. Какова скорость второго тела, если первое двигалось со скоростью 3 м/с3 mathrm{м}/mathrm{с}?
Решение.
Сила, возникающая при взаимодействии тел, конечно же, не остаётся постоянной, и ускорения тоже. Мы будем считать, что и силы, и ускорения принимают некоторы е средние значения, причём одинаковые для любого момента времени. Отношение ускорений тел равно обратному отношению их масс: a1a2=m2m1frac{a_1}{a_2} = frac{m_2}{m_1}. В свою очередь, ускорение равно отношению изменения скорости ко времени изменения. Конечные скорости тел равны нулю, а время взаимодействия одинаково для обоих тел:
[frac{m_2}{m_1} = frac{a_1}{a_2} = frac{frac{Delta v_1}{Delta t}}{frac{Delta v_2}{Delta t}} = frac{v_mathrm{к1}-v_{01}}{v_mathrm{к2}-v_{02}} = frac{v_{01}}{v_{02}},]
откуда получим искомую скорость: v02=m1m2·v01.v_{02} = frac{m_1}{m_2}cdot v_{01}.
Количественно ответ будет таким: v02=0,4 кг0,6 кг·3 мс=2 мсv_{02} = frac{0,4 mathrm{кг}}{0,6 mathrm{кг}}cdot 3 frac{mathrm{м}}{mathrm{с}} = 2 frac{mathrm{м}}{mathrm{с}}.
Источник
Подробности
Просмотров: 552
«Физика – 10 класс»
Инертность тела.
Мы уже говорили о явлении инерции.
Именно вследствие инерции покоящееся тело приобретает заметную скорость под действием силы не сразу, а лишь за некоторый интервал времени.
Инертность — свойство тел по-разному изменять свою скорость под действием одной и той же силы.
Ускорение возникает сразу, одновременно с началом действия силы, но скорость нарастает постепенно.
Даже очень большая сила не в состоянии сообщить телу сразу значительную скорость.
Для этого нужно время.
Чтобы остановить тело, опять-таки нужно, чтобы тормозящая сила, как бы она ни была велика, действовала некоторое время.
Именно эти факты имеют в виду, когда говорят, что тела инертны, т. е. одним из свойств тела является инертность.
Масса.
Количественной мерой инертности является масса.
Приведём примеры простых опытов, в которых очень отчётливо проявляется инертность тел.
1. На рисунке 2.4 изображён массивный шар, подвешенный на тонкой нити.
Внизу к шару привязана точно такая же нить.
Если медленно тянуть за нижнюю нить, то порвётся верхняя нить: ведь на неё действуют и шар своей тяжестью, и сила, с которой мы тянем шар вниз.
Однако если за нижнюю нить очень быстро дёрнуть, то оборвётся именно она, что на первый взгляд довольно странно.
Но это легко объяснить.
Когда мы тянем за нить медленно, то шар постепенно опускается, растягивая верхнюю нить до тех пор, пока она не оборвётся.
При быстром рывке с большой силой шар получает большое ускорение, но скорость его не успевает увеличиться сколько-нибудь значительно за тот малый промежуток времени, в течение которого нижняя нить сильно растягивается и обрывается.
Верхняя нить поэтому мало растягивается и остаётся целой.
2. Интересен опыт с длинной палкой, подвешенной на бумажных кольцах (рис. 2.5).
Если резко ударить по палке железным стержнем, то палка ломается, а бумажные кольца остаются невредимыми.
3. Наконец, самый, пожалуй, эффектный опыт.
Если выстрелить в пустой пластмассовый сосуд, пуля оставит в стенках правильные отверстия, но сосуд останется целым.
Если же выстрелить в такой же сосуд, заполненный водой, то сосуд разорвётся на мелкие части.
Это объясняется тем, что вода малосжимаема и небольшое изменение её объёма приводит к резкому возрастанию давления.
Когда пуля очень быстро входит в воду, пробив стенку сосуда, давление резко возрастает.
Из-за инертности воды её уровень не успевает повыситься, и возросшее давление разрывает сосуд на части.
Чем больше масса тела, тем больше его инертность, тем сложнее вывести тело из первоначального состояния, т. е. заставить его двигаться или, наоборот, остановить его движение.
Единица массы.
В кинематике мы пользовались двумя основными физическими величинами — длиной и временем.
Для единиц этих величин установлены соответствующие эталоны, сравнением с которыми определяются любая длина и любой интервал времени.
Единицей длины является метр, а единицей времени — секунда.
Все другие кинематические величины не имеют эталонов единиц.
Единицы таких величин называются производными.
При переходе к динамике мы должны ввести ещё одну основную единицу и установить её эталон.
В Международной системе единиц (СИ) за единицу массы — один килограмм (1 кг) — принята масса эталонной гири из сплава платины и иридия, которая хранится в Международном бюро мер и весов в Севре, близ Парижа.
Точные копии этой гири имеются во всех странах.
Приближённо массу 1 кг имеет вода объёмом 1 л при комнатной температуре.
Легко осуществимые способы сравнения любой массы с массой эталона путём взвешивания мы рассмотрим позднее.
Источник: «Физика – 10 класс», 2014, учебник Мякишев, Буховцев, Сотский
Динамика – Физика, учебник для 10 класса – Класс!ная физика
Основное утверждение механики —
Сила —
Инертность тела. Масса. Единица массы —
Первый закон Ньютона —
Второй закон Ньютона —
Принцип суперпозиции сил —
Примеры решения задач по теме «Второй закон Ньютона» —
Третий закон Ньютона —
Геоцентрическая система отсчёта —
Принцип относительности Галилея. Инвариантные и относительные величины —
Силы в природе —
Сила тяжести и сила всемирного тяготения —
Сила тяжести на других планетах —
Примеры решения задач по теме «Закон всемирного тяготения» —
Первая космическая скорость —
Примеры решения задач по теме «Первая космическая скорость» —
Вес. Невесомость —
Деформация и силы упругости. Закон Гука —
Примеры решения задач по теме «Силы упругости. Закон Гука» —
Силы трения —
Примеры решения задач по теме «Силы трения» —
Примеры решения задач по теме «Силы трения» (продолжение) —
Источник
Инертность — свойство по значению прил. инертный — быть в состоянии покоя, бездеятельности, пассивности, вялости.
Химия[править | править код]
В химии инертными называются вещества, не являющиеся химически активными.
Благородные газы были ранее известны как инертные газы из-за предполагаемого отсутствия участия в каких-либо химических реакциях. Причина этого заключается в том, что их крайняя электронная оболочка (валентная оболочка) полностью заполнена, так, что они имеют незначительную тенденцию к приобретению или потере электрона.[1] В настоящее время известно, что эти газы реагируют с образованием химических соединений, например, тетрафторида ксенона. Поэтому они были переименованы в благородные газы. Тем не менее для проведения таких реакций требуется большое количество энергии, как правило подводимой в виде тепла, давления, или излучения, а также присутствие катализаторов. Полученные соединения инертных газов часто неустойчивы. Инертные среды, состоящие из газов, таких как аргон или гелий широко используются в химических реакционных камерах и контейнерах для хранения реагентов.
Термин инертный также может быть применён в относительном смысле, как не реакционно-способный. Например, молекулярный азот инертен в обычных условиях, существующих в двухатомных молекулах, N2. Наличие сильной тройной ковалентной связи в N2 молекулах делает его не реакционно-способным в нормальных условиях. Тем не менее, азот реагирует со щелочным металлом литием, образуя нитрид лития (Li3N) даже в обычных условиях. При высоких давлениях и температурах и с нужным катализатором, азот становится более реактивным. Процесс Габера использует такие условия, для производства аммиака из азота воздуха. Инертная среда из азота широко используется для хранения чувствительных к кислороду или водно-чувствительных веществ, чтобы предотвратить нежелательные реакции этих веществ с кислородом или водой.
Физика[править | править код]
Инертность — свойство тела в большей или меньшей степени препятствовать изменению своей скорости относительно инерциальной системы отсчёта при воздействии на него внешних сил.[2] Упоминается в русскоязычной литературе, наряду с Инерцией, как синоним, но дается несколько различное определение. Ине́ртность (от лат. inertia — бездеятельность, косность.) — свойство тел оставаться в некоторых системах отсчёта в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения в отсутствие или при взаимной компенсации внешних воздействий.[3] Мерой инертности в поступательном движении является масса тела[4]. Мерой инертности во вращательном движении является момент инерции[5].
Пестициды[править | править код]
Федеральный закон США о Инсектицидах, Фунгицидах и Родентицидах (англ.)русск. делит ингредиенты в пестицидах на две группы: активные и инертные. Химически инертные, в этом контексте, это такие, которые не оказывают токсического влияния на определённые виды, для защиты которых предназначены пестициды, но это не исключает, что они всё ещё могут иметь биологическую активность на другие виды, в том числе, могут быть токсичны для человека. В частности, растворители, пропелленты, консерванты, кроме прочего, считаются инертными ингредиентами (англ.)русск.[6] в пестицидах.[7]
Начиная с 1997 года, Агентство по охране окружающей среды США рекомендовало производителям пестицидов маркировать неактивные ингредиенты как «прочие ингредиенты», а не «инертные», чтобы предотвратить дезинформацию общественности.[7].
В русскоязычной литературе термин инертность используется в работах по пестицидам
[8], биотехнологиям[9], а также в официальных инструкциях препаратов, например «Агропол».
Алгебра[править | править код]
В алгебре, простой идеал дедекиндова кольца называют инертным, если он по-прежнему простой, при рассмотрении в расширении поля. Такой простой идеал, возможно, вместо разбиения простых идеалов на расширения Галуа (англ.)русск. имеет в результате другие простые идеалы, но, будучи инертным, остается практически неизменным.[10][11]
Боеприпасы[править | править код]
В области оружия и взрывчатых веществ, инертный боеприпас — такой, в котором все энергетические материалы, такие как огнепроводный шнур, капсюль, и разрывные или зажигательные материалы в них были сняты или иным образом обезврежены. Инертные боеприпасы используются в военной и военно-морской подготовке и используются для показа в музеях. См. также военный муляж (англ.)русск.. Как правило, американские и натовские инертные боеприпасы окрашены полностью в светло-голубой цвет, и/или на видных местах есть слово «INERT» нанесённое по трафарету. В российской армии такие боеприпасы маркируются белой полосой и/или надписью «ИНЕРТНО» или «ИНЕРТ».[12] Регламентируются в Европейском соглашении о международной дорожной перевозке опасных грузов[13]
Ссылки[править | править код]
- ↑ Некрасов Б.В. Основы общей химии. — М.: Рипол Классик, 1965. — Т. 1. — 656 с. — ISBN 5458424085, 9785458424080.
- ↑ Инертность // Физическая энциклопедия (в 5 томах) / Под редакцией акад. А. М. Прохорова. — М.: Советская Энциклопедия, 1990. — Т. 2. — ISBN 5-85270-034-7.
- ↑ Инерция // Физическая энциклопедия (в 5 томах) / Под редакцией акад. А. М. Прохорова. — М.: Советская Энциклопедия, 1990. — Т. 2. — ISBN 5-85270-034-7.
- ↑ Инертность // Казахстан. Национальная энциклопедия. — Алматы: Қазақ энциклопедиясы, 2005. — Т. II. — ISBN 9965-9746-3-2.
- ↑ Момент инерции // Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов. — М. : Большая российская энциклопедия, 2004—2017.
- ↑ EPA (2010), Inert Ingredients Eligible for FIFRA 25(b) Pesticide Products Last Updated December 20, 2010, Office of prevention, pesticides and toxic substances
- ↑ 1 2 Inert ingredients in pesticide products. US Environmental Protection Agency, Office of Pesticide Programs.
- ↑ к.б.н. Семенова А.Г.; к.б.н. Свирина Н.В. Современные препаративные формы пестицидов / УДК 632.95. — Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский Государственный Аграрный Университет, 2010. — 15 с.
- ↑ Хиггинс И., Бест Д., Джонс Дж. Биотехнология. Принципы и применение / пер. с англ. д-ра биол. н. Антонова А.С., под ред. акад. Баева А.А.. — М.: Мир (издательство), 1988. — 479 с. — ISBN 5-03-000058-5 0-623-01029-0.
- ↑ Ленг С. Origins and early evolution of predation // Алгебраические числа, пер. с англ.. — М.: Мир, 1966. — 230 с.
- ↑ Вейль Г. Алгебраическая теория чисел, пер. с англ.. — М.: Гос. изд. ин.лит., 1947. — 226 с. — ISBN 978-5-354-01363-0.
- ↑ Веремеев Ю. Маркировка инженерных боеприпасов Советской Армии // Анатомия армии. — М.: Эксмо, Алгоритм, 2010. — Т. Инженерные войска. — 292 с. — ISBN 978-5-699-46005-2.
- ↑ Организация Объединённых Наций. Европейское соглашение о международной дорожной перевозке опасных грузов. — Нью-Йорк и Женева: United Nations, 2010. — 689 с. — ISBN 978-92-1-439042-8.
Источник
Перечитал кучу ерунды от предыдущих авторов. Прежде чем отвечать на такие вопросы, нужно хорошо разобраться в СТО (специальная теория относительности) и, во всяком случае, не путать её с ОТО (общая теория относительности). Оба названия неудачные. Принцип относительности есть не только в СТО, но и в классической механике, созданой Ньютоном, причём, этот принцип был сформулирован Галилеем ещё до Ньютона. СТО фактически является новой механикой, согласующейся с электродинамикой Максвелла. Что касается ОТО, то это теория гравитации, уточняющая ньютоновский же закон всемирного тяготения и согласованная с СТО в том смысле, что при отсутствии гравитационного поля ОТО отличается от СТО только математическим аппаратом, который в ОТО гораздо более сложный.
Обычно СТО основывают на двух постулатах. Первый — это принцип относительности, а второй утверждает существование инвариантной скорости (со времён Эйнштейна эта скорость называется “скорость света”) и сформулирован самим Эйнштейном так: свет распространяется в “неподвижной” системе координат с определённой скоростью V, не зависящей от движения источника (сейчас скорость света в вакууме обозначается не “V”, а “c”). Под “неподвижной” системой координат Эйнштейн подразумевает то, что позже стало называться инерциальной системой отсчёта (ИСО). Кстати, в классической механике инвариантная скорость тоже есть, но она бесконечная.
Как видим, нет ни одного слова про максимальность скорости света.
Из СТО, однако, вытекают следующие ограничения:
1) если частица в какой-то момент движется со скоростью, меньшей скорости света, то она всегда в прошлом, пока существовала, двигалась со скоростью, меньшей скорости света, и всегда в будущем, пока будет существовать, будет двигаться со скоростью, меньшей скорости света;
2) если частица в какой-то момент движется со скоростью света, то она всегда в прошлом, пока существовала, двигалась со скоростью света, и всегда в будущем, пока будет существовать, будет двигаться со скоростью света;
3) если частица в какой-то момент движется со скоростью, большей скорости света, то она всегда в прошлом, пока существовала, двигалась со скоростью, большей скорости света, и всегда в будущем, пока будет существовать, будет двигаться со скоростью, большей скорости света.
Таким образом, мы не можем ничего разогнать до сверхсветовой скорости, но, в принципе, сверхсветовая частица может родиться при столкновении обычных частиц.
Гипотетические частицы, движущиеся быстрее света, были названы тахионами. Их тщательно исследовали как в рамках СТО, так и в рамках квантовой теории. Насколько мне известно, существование тахионов противоречит квантовой теории, но здесь я не специалист. СТО самой по себе существование тахионов не проиворечит. Однако принцип причинности, понимаемый как невозможность послать самому себе сигнал в прошлое, запрещает существование тахионов: в СТО, располагая источником тахионов, можно отправить сигнал самому себе в прошлое, хотя посылка такого сигнала в прошлое на сколько-нибудь значительное время требует использования ретранслятора тахионного сигнала, движущегося от Земли с околосветовой скоростью далеко в космосе (скорее всего, можно было бы придумать конструкцию, обходящую это препятствие).
Тахионы также искали в специальных экспериментах, но обнаружить их не удалось. Так что отсутствие частиц и тел, движущихся со сверхсветовой скоростью, на настоящее время можно считать экспериментальным фактом. Со словом “доказано” нужно быть осторожным: остутсвие тахионов не доказано и никогда не будет доказано. Точно так же ни одна физическая теория не доказана и никогда не будет доказана. Что касается СТО и ОТО, то они, конечно, не доказаны, но подтверждаются (проверены) очень большим количеством экспериментов. Ссылки: СТО и ОТО.
То, что обычно пишут про то, как выглядит окружающий мир при движении с околосветовой скоростью, — полная ерунда. Никакие “шарики” не сплющиваются. Тела сокращались бы, если бы мы могли их видеть с помощью сигналов, распространяющихся с бесконечной скоростью. А так как мы их видим с помощью того же света, распространяющегося с конечной скоростью, мы видим их с запаздыванием, в других цветах (эффект Доплера) и не сократившимися, а повёрнутыми. Существует забавная игра, показывающая, как это выглядит. В игре происходит уменьшение скорости света по мере накопления призов. После скачивания нужно просто распаковать архив, и сразу можно играть. Обзор игры. Правда, автор видеоролика плохо переводит с английского.
Источник