Inercia es el nombre de la tendencia de un objeto en movimiento a permanecer en movimiento, o un objeto en reposo a permanecer en reposo a menos que una fuerza actúe sobre él. Este concepto fue cuantificado en La primera ley del movimiento de Newton.
La palabra inercia vino de la palabra latina iners, que significa inactivo o vago, y fue utilizado por primera vez por Johannes Kepler.
Inercia y misa
La inercia es una cualidad de todos los objetos hechos de materia que posee masa. Siguen haciendo lo que están haciendo hasta que una fuerza cambia su velocidad o dirección. Una pelota sentada sobre una mesa no comenzará a rodar a menos que algo la empuje, ya sea su mano, una ráfaga de aire o vibraciones desde la superficie de la mesa. Si arrojas una pelota en el vacío sin fricción del espacio, viajará a la misma velocidad y dirección para siempre a menos que actúe por gravedad u otra fuerza como una colisión.
La masa es una medida de inercia. Los objetos de mayor masa resisten los cambios de movimiento más que los objetos de menor masa. Una bola más masiva, como una hecha de plomo, necesitará más empuje para comenzar a rodar. Una ráfaga de aire puede poner en movimiento una bola de espuma de poliestireno del mismo tamaño pero de baja masa.
Teorías del movimiento de Aristóteles a Galileo
En la vida cotidiana, vemos que las bolas rodantes se detienen. Pero lo hacen porque actúan sobre ellos por la fuerza de la gravedad y por los efectos de la fricción y la resistencia del aire. Porque eso es lo que observamos, durante muchos siglos el pensamiento occidental siguió la teoría de Aristóteles, quien dijo que los objetos en movimiento eventualmente descansarían y necesitaba fuerza continua para mantenerlos adentro movimiento.
En el siglo XVII, Galileo experimentó con bolas rodantes en planos inclinados. Descubrió que a medida que se reducía la fricción, las bolas rodaban por un plano inclinado y alcanzaban casi la misma altura, volviendo a subir un plano opuesto. Él razonó que si no hubiera fricción, rodarían por una pendiente y luego seguirían rodando en una superficie horizontal para siempre. No fue algo innato en la pelota lo que hizo que dejara de rodar; fue el contacto con la superficie.
La primera ley de movimiento e inercia de Newton
Isaac Newton desarrolló los principios mostrados en las observaciones de Galileo en su primera ley del movimiento. Se necesita una fuerza para evitar que la pelota continúe rodando una vez que se pone en movimiento. Se necesita una fuerza para cambiar su velocidad y dirección. No necesita una fuerza para continuar moviéndose a la misma velocidad en la misma dirección. La primera ley del movimiento a menudo se conoce como la ley de la inercia. Esta ley se aplica a un marco de referencia inercial. Corolario 5 de NewtonPrincipia dice:
Los movimientos de los cuerpos incluidos en un espacio dado son los mismos entre sí, ya sea que ese espacio esté en reposo o se mueva uniformemente hacia adelante en línea recta sin movimiento circular.
De esta manera, si deja caer una bola en un tren en movimiento que no está acelerando, verá que la bola cae directamente hacia abajo, como lo haría en un tren que no se movía.