관성이란 무엇입니까?

관성이 무엇인지, 어떤 유형이 존재하는지 설명합니다. 뉴턴의 관성의 원리와 관성을 경험하는 일상의 예.

안전벨트는 제동이나 충돌 시 승객의 관성을 극복합니다.

관성이란 무엇입니까?

물리학 에서 관성은 신체가 속도나 방향을 바꾸거나 멈추는 등 움직임 이나 정지 상태를 수정하는 데 반대하는 저항 이라고 합니다 . 이 용어는 신체 상태의 변화에도 적용됩니다.

따라서 신체는 궤적을 변경하기 위해 관성을 극복하는 힘이 필요합니다 . 그렇지 않으면 균일한 직선 운동 의 법칙을 따르 거나 움직임을 시작하게 됩니다. 그렇지 않으면 정지 상태를 유지하게 되기 때문입니다. 물론 이것은 기준( 관찰 ) 시스템 에 기초한 것 외에는 우주 에 정지나 직선적이고 균일한 운동이 절대적으로 존재하지 않는다는 점을 고려한 것이다 . 이것이 바로 “상대적 휴식”이라고 말하는 것이 선호되는 이유입니다.

이러한 방식으로 신체나 시스템은 운동 상태를 수정하거나 물리적 상태를 수정하기 위해 더 큰 강도의 힘이 필요한 만큼 더 큰 관성을 갖게 됩니다. “관성력”은 관찰자가 기준 틀 내에서 인지하는 가상의 힘 입니다.

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관성의 유형

따라서 물리학에서는 기계 관성과 열 관성의 두 가지 유형이 구별됩니다.

  • 기계적 관성. 이전에 설명했듯이 움직임과 고요함을 수정하는 어려움과 관련됩니다. 이는 몸체나 시스템의 질량과 관성 텐서 에 직접적으로 의존합니다.
  • 열 관성. 다른 물체와 접촉하거나 직접 가열될 때 신체 또는 시스템의 온도를 수정하기 어려운 정도를 측정합니다. 이는 신체 또는 시스템의 열용량에 따라 다릅니다.

그러나 기계적 관성은 다음과 같이 더 세분화될 수 있습니다.

  • 동적 관성. 이는 상대 운동을 하는 신체로 표현됩니다.
  • 정적 관성. 그것은 상대적인 휴식을 취하는 신체로 나타납니다.
  • 회전 관성. 회전 운동을 나타내는 몸체로 표시됩니다.
  • 번역 관성. 이는 신체의 전체 질량과 관련이 있습니다.

관성의 원리

관성의 원리는 아이작 뉴턴 경이 공식화했습니다.

뉴턴의 제1법칙 으로 알려진 관성의 원리에 따르면 물체는 저항을 극복할 수 있는 외부 힘이 가해질 때까지 정지 상태 또는 균일한 직선 운동을 유지하려는 경향이 있으며, 이를 위와 같이 말했습니다. 힘.

물리학의 이 원리는 아이작 뉴턴 경이 1687년에 출판한 그의 작품 Philosophiae naturalis principia mathematica 에서 갈릴레오 갈릴레이의 잘 알려진 관성의 법칙에 기초하여 수학적으로 공식화되었습니다 . 그리고 그 기본 개념 중 하나는 정지 상태(속도 0)와 직선 및 균일 운동 상태 사이의 동등성입니다. 왜냐하면 두 경우 모두 존재한다면 문제의 신체에 외부 힘이 작용하지 않는다는 것을 의미하기 때문입니다.

반면에 물체가 움직이는 것을 관찰 하고 점차 속도를 잃는다면 이러한 속도 감소는 관성 원리를 극복하는 마찰력의 영향 때문이라고 할 수 있습니다.

관성의 예

관성은 수많은 사례를 통해 검증하고 경험할 수 있습니다. 일부는 다음과 같습니다.

  • 안전 벨트. 차량이 일정한 속도로 움직일 때 승객은 이 속도를 차량과 공유합니다. 그러나 운전자가 갑자기 차량을 정지시키면(또는 주행을 방해하는 다른 차량과 충돌하는 경우) 승객은 정지 전의 움직임을 유지하게 만드는 관성력을 느끼게 되어 승객을 앞으로 던지게 됩니다. 그런 다음 안전 벨트가 개입하여 관성을 극복하고 움직임을 방해하여 앞 유리에 부딪히는 것을 방지합니다.
  • 무거운 물건을 밀어보세요. 정지해 있는 무거운 물체를 밀 때, 미는 힘으로 관성을 극복해야 한다는 필요성을 느끼게 됩니다. 일단 패배하면 물체는 움직이기 때문에 더 쉽게 움직일 것입니다. 그러나 처음에는 움직이지 않을 것입니다.
  • 식탁보를 빨리 잡아 당깁니다. 마술사의 전형적인 행위에서는 관성력으로 인해 제자리에 유지되고 천과 함께 움직이지 않는 물체가 위에 놓인 식탁보를 잡아 당깁니다.
  • 열차의 제동. 열차가 역에 정차하려고 하면 정지하는 데 시간이 걸립니다. 왜냐하면 열차의 관성이 너무 커서 더 많은 제동 공간이 필요하기 때문입니다.
  • 건물의 어도비. Adobe는 열 관성이 뛰어나 난방에 저항하고 집 내부를 시원하게 유지하므로 특히 가장 위험한 가정에서 흔히 사용되는 건축 자재입니다.