Инерция

(l'inertie, die Trägheit, the inertia) — свойство материи, состоящее в стремлении каждой точки материального тела сохранять без изменения величину и направление своей скорости. Поэтому какое-либо тело, все точки которого обладают одновременно равными и параллельными скоростями, имеет стремление двигаться поступательно таким образом, чтобы все точки его описывали прямолинейные параллельные траектории с одинаковой и не изменяющейся скоростью. Существование этого свойства в материи мы принимаем как одно из основных начал механики. Открытие начала И. принадлежит Галилею.

Д. Б.

Инерция — самонедеятельность, неспособность тел без содействия внешних сил изменять свое состояние покоя или движения, т. е. величину и направление скорости абсолютного движения. И., как общее свойство всех тел без исключения, проявляется ежеминутно во всех окружающих нас движениях; в одних движениях резче проявляется сохранение величины скорости, в других — ее направления. Неспособность тел самостоятельно изменять величину скорости обнаруживается по возникновении и прекращении движения: необходимо усилие как для остановки движущегося тела, так и для приведения его в движение; быстрая остановка экипажа, лодки, вагона, в котором мы находимся, заставляет нас падать вперед; быстрое возникновение их движения — падать назад. Подобное же явление происходит и со всеми телами и частицами их, со всеми частями организмов и механизмов: внезапная остановка одних частей системы и сохранение движения другими вследствие их И. и, наоборот, внезапное возникновение движения одних частей при сохранении покоя другими, также вследствие И., вызывает относительное перемещение всех частей системы; наглядный пример этому представляет перемешивание частиц сыпучих тел попеременными толчками то в ту, то в другую сторону. Если силы между частицами системы препятствуют свободному движению их, то остановка системы вызовет относительное движение частиц около среднего положения их. Это обнаруживается или нагреванием их (например куска свинца при ударе его о твердую массу, столярных и токарных инструментов при трении), или звуком (например камертона, струны при ударе) и т. п. Конечно, эти явления обусловливаются не одной И. останавливаемых частиц, но и силами между ними, от чего зависит и род производимого явления; но действие этих сил вызывается все-таки первоначальным, относительным перемещением частиц вследствие И. Не обладай частицы И., они все сразу останавливались бы или приходили в движение при ударе. Значительные относительные перемещения частей системы могут вызвать нарушение связей между этими частями, отделение их друг от друга. Пример этому представляют: разлом хрупких тел при ударе; повреждения организма вследствие смещения органов при падении с больших высот или из быстро едущего вагона; расшатывание частей машины при неровном ходе и т. д. Разрушительные и вообще вредные человеку действия И. могут быть ослаблены уменьшением резкости относительных перемещений частиц, т. е. уменьшением относительных скоростей их. Это достигается ослаблением самого толчка, заменой почти моментальной остановки тела постепенной задержкой движения, что производится или возбуждением противоположного движения, или трением и противодействием мягких и упругих препятствий. Например, уменьшение скорости своего движения при сходе с быстро движущегося вагона человека он производит отталкиванием себя от вагона назад, но лицом вперед; остановка хода машин — усилением трения; уменьшение сотрясения экипажа рессорами и т. д. Неспособность тела самостоятельно, т. е. без содействия внешних сил или сопротивлений, изменять направление движения обнаруживается преимущественно на вращательных движениях. Гладкий шарик, двигаемый по окружности на горизонтальной плоскости посредством привязанной к нему нити, по освобождении от нити катится по прямой линии, касательной к окружности в том месте, где он освободился от нити. То же самое происходит и с жидкостью, наполняющей скважины быстро вращающегося тела, например с водой в сыром полотне; она отлетает в сторону от тела. Этим действием И. пользуются для сушки белья, для добывания сахарного сока из свекловичной кашицы, для выделения патоки из сахара и т. д. На этом же действии И. основаны центробежные насосы, веялки, воздуходувные машины и другие центрифуги. И. проявляется и на вращении твердых тел около оси. Вследствие И. материальная частица может двигаться по окружности только в том случае, когда какие-либо связи или силы не допускают ее удаляться от центра, т. е. отклоняют ее движение от касательной к центру. Поэтому движение должно совершаться в плоскости, проходящей через центр и направление первоначального движения, сообщенного частице; отклонить движение из этой плоскости, выйти из нее частица не может сама собой вследствие И. То же происходит и с прочими частицами; и потому параллельные плоскости вращения всех частиц тела, ось, около которой оно вращается, должны сохранять свое первоначальное направление, если нет внешних влияний. Это мы и наблюдаем на волчке, на гироскопе во время быстрого вращения их. По этой же причине сохраняют свое направление оси вращения Земли и других небесных тел. В общем движении системы тел каждое из них по возможности сохраняет свою скорость вследствие И. Поэтому при изменении направления общего движения системы тела, наиболее сохраняющие свою скорость, как будто отклоняются от общего движения. Так, например, тяжелое тело, качающееся на нити в каюте плавно идущего судна, при поворотах судна сохраняет направление своего качания и потому кажется меняющим его относительно прочих тел, его окружающих, в сторону, противоположную повороту судна. Подобным же образом влияет вращение Земли на направление движения на ее поверхности, что мы и наблюдаем на отклонении пассатных ветров от меридионального направления, на напоре рек в сев. полушарии на правый берег и т. д. Вследствие И. тел, т. е. их неспособности изменять свое состояние покоя или движения, всякое изменение этого состояния — будет ли то ускорение, замедление или отклонение движения, может производиться только внешними силами, которые можно представить себе в виде давления двигателя или препятствия на двигаемое тело. Давление одного тела на другое всегда сопровождается обратным давлением второго тела на первое. Поэтому двигаемое тело производит на двигателя равное и противоположное давление, что мы ощущаем непосредственно, двигая рукой тело или останавливая его; в обоих случаях мы ощущаем обратное давление тела на руку. Давление движущегося тела на препятствие движению представляет, в свою очередь, источник силы этого тела: им оно преодолевает сопротивление на протяжении движения, а следовательно, совершает работу. Таким образом, движущееся тело вследствие И. обладает энергией, именно энергией движения. Наоборот, то же давление двигаемого тела на двигателя во время ускорения движения его преодолевается давлением двигателя. Поэтому внешняя сила, двигая даже свободное тело, совершает работу. Вообще, во всех случаях изменения движения обратное давление движущегося тела на двигателя, или сопротивление движению, производит такое же действие, как и активная сила. Поэтому это давление и называют силой и притом силой И., так как оно есть следствие И. тела. Частный случай силы И. представляет центробежная сила, т. е. давление несвободно движущегося тела на вещественный кривой путь (по нормальному к нему направлению), отклоняющий направление движения тела. Сила И. приложена не к самому движущемуся телу, а к двигателю или к препятствию движения. Подобно силе сопротивления, сила И. в известном смысле величина неопределенная; в каждом отдельном случае движения одного и того же тела сила И. равна давлению внешней силы на него; смотря по этой силе, большое тело может развить малую силу И., и наоборот — малое тело большую. Свойство И. — свойство чисто отрицательное, это абсолютная неспособность тел изменять свое движение. Поэтому нельзя говорить, что большее тело обладает большей неспособностью, т. е. большим отсутствием способности, чем малое. Поэтому в сущности неправильно условное выражение, что для изменения движения большего тела нужно преодолеть большую И., чем малого. И. смешивается в этих случаях с массой; именно: для равных изменений движений двух тел силы должны быть пропорциональны массам их, а не И. Общеупотребительное выражение "преодолеть И." также не совсем правильно; оно может подать повод думать, что тело стремится сохранять свое состояние и сопротивляется этому изменению, что для сообщения движения нужно преодолеть это сопротивление. В действительности же тело относится совершенно пассивно к изменению состояния движения внешней силой; самая ничтожная сила может сообщить движение самому большому телу. Обратное давление силы на тело происходит только от неспособности тела мгновенно воспринимать сообщаемое движение. Двигатель постепенно изменяет движение тела своим давлением на него, а пока существует это давление, существует и обратное давление тела на двигателя.

П. Фан дер Флит.