Inercia: definición, tipos, ejemplos de preguntas

Cuando un objeto gana energía cinética y cambia de posición, se sabe que está en movimiento. Hay tres tipos de movimiento posibles, movimiento unidimensional, bidimensional y tridimensional. El movimiento unidimensional es el objeto que se mueve en línea recta, el movimiento bidimensional es cuando un objeto se mueve cubriendo dos ejes (eje xy, yz, zx), el movimiento tridimensional es cuando un objeto se mueve en las tres direcciones xyz. El movimiento de un cuerpo se observa con un marco de referencia, en un gráfico, el origen se denota como el marco de referencia. Sin embargo, cómo comienza el movimiento de un cuerpo es una pregunta interesante o cómo se detiene. Aprendamos sobre este fenómeno en detalle.

Inercia

Imagínese que viene de un largo día de trabajo y se derrumba en el sofá, y de repente los amigos le piden unirse a una fiesta. En este caso, levantarse del sofá parece la tarea más difícil debido al cansancio y la comodidad en el sofá le sería arrebatada una vez arriba. ¿Es este el caso solo con los humanos? NO. Este es el mismo caso con cualquier otra cosa en el mundo, para decir esto más clara y formalmente,

La propiedad de cualquier objeto en virtud de la cual el objeto no puede cambiar su estado ni en reposo ni en movimiento se conoce como Inercia.

¿Cuál fue el factor de medida que creó la inercia? fue en masa. La masa de un cuerpo es la responsable de crear la inercia, cuanto mayor sea la masa de un cuerpo, mayor será la inercia del cuerpo. Por ejemplo, es fácil detener simplemente aplicando el freno a una bicicleta ya que la masa de la bicicleta es menor, pero es mucho más difícil detener un autobús o un camión, los frenos aplicados no solo son mecánicos sino eléctricos, se detienen ya que la masa de un autobús o un camión es mayor. Lo mismo ocurre cuando se van a poner en marcha estos vehículos, más esfuerzo en autobús/camión (ya que más masa) y menos esfuerzo en bicicleta (ya que menos masa).

Concepto de Inercia

Inicialmente, cuando no se introdujo el concepto de inercia, Aristóteles planteó una hipótesis sobre los objetos en movimiento, que luego resultó ser falsa. Por tanto, el concepto de objetos en movimiento dado por Galileo se conoce como falacia de Aristóteles.

La falacia de Aristóteles se basaba en la observación cotidiana de los objetos en movimiento. Imagine una pelota en movimiento que fue lanzada hace algún tiempo, después de un tiempo, la pelota tiene que detenerse. Aristóteles supuso que esto era un fenómeno natural y no un acto de fricción y, por lo tanto, afirmó que un objeto en movimiento siempre tiene alguna fuerza externa aplicada, de lo contrario, se detendrá. Este concepto contradice el concepto de inercia.

El concepto de inercia fue establecido más tarde por Galileo, conocido también como la primera ley del movimiento de Newton. Establece que si un objeto cae libremente o rueda por un plano inclinado, la distancia recorrida por el objeto es directamente proporcional al tiempo. Sea s la distancia y t el tiempo recorrido,

s ∝ t ²

Galileo hizo un experimento para encontrar este concepto. Galileo decidió colocar la pelota en dos tipos de planos inclinados, como se muestra en la siguiente figura. El primer experimento tenía ambos planos iguales, se observó que la pelota al rodar hacia abajo desde cierta altura alcanzaba hasta la misma altura cuando la superficie es extremadamente lisa. En el segundo experimento, se disminuye la otra pendiente y se observa que aún la pelota alcanza la misma altura. 

De manera similar, cuando la pendiente del plano se elimina por completo, la bola llegará al infinito pero debido a la presencia de fricción, se detiene después de cierto punto. Por lo tanto, el concepto de Aristóteles resultó ser falso, ya que si no hay ningún rozamiento (suponiendo), un objeto en movimiento permanecerá siempre en movimiento.

Tipos de inercia

• Inercia en reposo: un cuerpo permanece en reposo debido a la inercia (fuerza opuesta) presente dentro del objeto hasta que se le aplica una fuerza externa mayor que la fuerza de inercia.
• Inercia en movimiento: un cuerpo en movimiento permanece en movimiento hasta que se aplica una fuerza externa (tal vez frenos, fricción, etc.) al cuerpo.
• Inercia en la dirección: un cuerpo que se mueve en una dirección permanece en la misma dirección hasta que se aplica alguna fuerza para cambiar la dirección del cuerpo.

Preguntas conceptuales

Pregunta 1: Cuando están sentados en un autobús, se aplican los frenos, ¿las personas en el autobús deben avanzar, retroceder o permanecer intactas?

Responder:

Cuando se aplican los frenos en un autobús en movimiento. La gente avanzará con un tirón. Esto se debe a que las personas junto con el autobús están en movimiento, y cuando se aplican los frenos en el autobús, las personas aún están en movimiento debido a la inercia del movimiento. Por lo tanto, todavía quieren avanzar y estar en movimiento y, por lo tanto, avanzan con un tirón. 

Pregunta 2: ¿Por qué se golpea una alfombra para quitarle el polvo?

Responder:

El concepto de inercia juega un papel en las cosas más pequeñas que se hacen en la vida diaria. Se golpea una alfombra para quitar el polvo porque tanto la alfombra como el polvo adherido a la alfombra están en reposo, y cuando se golpea la alfombra, el polvo aún permanece en reposo y cae.

Pregunta 3: ¿Qué ley de Newton es similar al concepto de inercia?

Responder:

La primera ley de Newton es similar al concepto de inercia. Establece que un cuerpo en reposo permanece en reposo hasta que se le aplica una fuerza externa y un cuerpo en movimiento permanece en movimiento hasta que se le aplica una fuerza.

Pregunta 4: Cuando está sentado en un tren y el tren arranca repentinamente, ¿por qué las personas sentadas en él se mueven hacia atrás?

Responder:

Inicialmente, las personas estaban en reposo junto con el tren y cuando se aplica fuerza sobre el tren para moverlo hacia adelante, las personas en el tren todavía están en reposo y, por lo tanto, debido a la inercia en reposo, quieren estar en reposo y, por lo tanto, se mueven hacia atrás.

Pregunta 5: Hay dos objetos diferentes de diferente masa, uno es de 50 kg y el otro de 30 kg. ¿Qué objeto tendrá más inercia y por qué?

Responder:

La inercia de un objeto depende de la masa que tenga, por lo tanto cuanto mayor sea la masa, mayor será la inercia. Por lo tanto, el objeto que tenga más masa tendrá más inercia. El objeto que tiene una masa de 50 kg tendrá más inercia.

Pregunta 6: ¿Cuál tendría más inercia, un lápiz o una silla de hierro?

Responder:

La inercia de un objeto depende de la masa que tenga, por lo tanto cuanto mayor sea la masa, mayor será la inercia. Por lo tanto, el objeto que tenga más masa tendrá más inercia. Por lo tanto, la silla de hierro tendrá más inercia.