Saltar ao contido

Inercia

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.
Gráfico que ilustra a Primeira lei de Newton. Aínda que o concepto de inercia é fundamental na mecánica clásica, a súa interpretación na mecánica cuántica é máis complexa, xa que as partículas subatómicas non seguen as mesmas leis de movemento que os obxectos macroscópicos.

A inercia é unha propiedade física fundamental da materia que describe a súa resistencia a cambios no movemento. Segundo a Teoría da relatividade, a enerxía tamén exhibe inercia, xa que materia e enerxía son equivalentes. Se un corpo non está sometido á acción de forzas ou está sometido a un conxunto de forzas con resultante nula, este corpo non experimenta un cambio de velocidade. Isto significa que, se está parado, permanece parado, e se está en movemento, continúa en liña recta cunha velocidade constante. Este principio, formulado primeiro por Galileo e posteriormente confirmado por Newton, coñécese como o primeiro principio da dinámica (1ª lei de Newton) ou principio de inercia.

O principio de inercia pódese observar no movemento dun autobús: cando parte de repouso, os pasaxeiros tenden a retroceder, e cando frea, tenden a avanzar. Tamén se observa cando unha pelota roda por unha superficie lisa e só se detén debido á fricción.

A inercia está directamente relacionada coa masa dos corpos:[1]

  • Os corpos cunha masa elevada teñen maior inercia.
  • Os corpos cunha masa pequena teñen menor inercia. Por exemplo, é máis difícil empurrar un coche ca unha bicicleta debido á diferenza nas súas masas.

O concepto de inercia tivo un importante precursor na Idade Media coa teoría do ímpeto do filósofo Jean Buridan.

Noutras palabras, a inercia é a resistencia que todos os corpos materiais ofrecen á modificación do seu estado de movemento ou repouso. Dende as ideas de Aristóteles ás teorías de Einstein, o concepto de inercia transformouse profundamente, converténdose nun piar fundamental da física. Hoxe, segue a ser esencial para entender tanto o movemento dos astros e os corpos macroscópicos, aínda que non explica totalmente como o comportamento das partículas subatómicas.[2]

Orixe da inercia

[editar | editar a fonte]

Non existe unha única teoría aceptada que explique a orixe da inercia. Diferentes propostas, como a de Ernst Mach (principio de Mach), ou hipóteses de Albert Einstein, Dennis Sciama e Bernard Haisch, foron obxecto de debate. Outros enfoques máis recentes inclúen os traballos de Emil Marinchev (2002) e Vesselin Petkov (2009). Outra hipótese, suxerida polo físico sueco-estadounidense Johan Masreliez nun estudo de 2006, propón que a inercia podería explicarse mediante modificacións nos coeficientes métricos do espazo-tempo en resposta á aceleración, modeladas a través de factores de escala derivados do Factor de Lorentz.

Historia e desenvolvemento do concepto

[editar | editar a fonte]

O movemento segundo Aristóteles

[editar | editar a fonte]

Antes do Renacemento, a teoría máis aceptada na filosofía occidental sobre o movemento baseábase nas ideas de Aristóteles, quen sostivo que un corpo só podía continuar en movemento se existía unha forza motriz que o impulsase.[3] Segundo esta visión, un proxectil en movemento era impulsado polo medio circundante, como o ar,[4] e un movemento tan violento no baleiro sería imposible.[5]

Esta interpretación foi cuestionada por varios pensadores ao longo de case dous milenios. Lucrecio (seguindo, presuntamente, a Epicuro) afirmou que o "estado por defecto" da materia era o movemento, non a estaticidade.[6]

No século XI, Xoán Filopono argumentou que o movemento podería manterse sen a acción do medio, por algunha propiedade conferida ao obxecto cando se poñía en movemento.[7][8][9] Esta visión foi fortemente contestada por Averroes e por moitos filósofos escolásticos que apoiaron a Aristóteles. Non obstante, no mundo islámico, Filopono tivo tamén partidarios que desenvolveron as súas ideas. No mesmo século XI, o polímata persa Ibn Sina (Avicena) afirmou que un proxectil no baleiro non pararía a menos que houbese acción.[10]

Teoría do ímpeto

[editar | editar a fonte]

No século XIV, Jean Buridan desenvolveu a teoría do ímpeto, segundo a cal un obxecto en movemento conserva unha propiedade chamada ímpeto até que unha forza externa o disipa. A idea foi de Buridan foi elaborada posteriormente por Giambattista Benedetti, quen argumentou que o movemento natural dun obxecto non era necesariamente circular, como afirmaban Aristóteles e a escola peripatética, senón rectilíneo.[11]

A idea do ímpeto influíu en pensadores posteriores como Isaac Beeckman[12] (primeiro físico que rompeu completamente co modelo aristotélico, en 1614) e Descartes, que propuxeron a existencia dun principio de conservación do movemento.[13]

Galileo Galilei

Galileo e Newton: O principio de inercia

[editar | editar a fonte]

As ideas de Beeckman, Descartes e Copérnico sobre o movemento foron refinadas e organizadas por Galileo Galilei. A través dos seus experimentos, Galileo demostrou que un obxecto en movemento continuaría movéndose indefinidamente se non houber forzas que o detivesen, como a fricción do ar.[14][15] Galileo pensaba que os corpos en movemento seguirían traxectorias circulares arredor da Terra se non existise ningunha forza que os alterase. A esta idea chámaselle "inercia circular", xa que asumía que o movemento natural dun corpo sen influencias externas sería un círculo. Isaac Newton reformularía este concepto e establecería a idea de "inercia rectilínea", é dicir, que un corpo seguirá movéndose en liña recta a menos que unha forza o faga cambiar de dirección.[16][17]

Segundo Galileo, un barco que recibise un impulso sobre un mar en calma seguiría movéndose arredor do planeta sen deter a súa marcha. Esta idea levou a Galileo a unha conclusión fundamental en 1632: se non hai un punto de referencia externo, non podemos distinguir entre un obxecto en movemento e un en repouso.[18] Este principio esencial, xunto coa transformación de Galileo —que describía como as velocidades se suman e restan dependendo do marco de referencia— inspirou a Einstein no desenvolvemento da súa teoría da relatividade especial.

Os conceptos de Galileo foron refinados, modificados e codificados por Newton como a primeira das súas Leis do movemento (Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, 1687): 

"Todo corpo persevera no seu estado de repouso ou de movemento uniforme en liña recta, a non ser que se vexa obrigado a cambiar ese estado polas forzas impresas nel".[19]

Desde a súa publicación, esta lei converteuse nun dos fundamentos da mecánica clásica.

O termo "inercia" foi introducido por primeira vez por Johannes Kepler no seu Epítome da astronomía de Copérnico (1617 a 1621); porén, o significado de Kepler do termo (derivado da palabra latina para "preguiza") non era o mesmo que a interpretación moderna. Kepler definiu a inercia só en termos de resistencia ao movemento, seguindo a suposición de que o descanso era un estado natural.

Relatividade

[editar | editar a fonte]

A relatividade especial de Albert Einstein (1905) incorporou os principios da inercia na súa teoría dos marcos de referencia inerciais.[20] Esta teoría revolucionou o significado de moitos conceptos físicos, como a masa, a enerxía e a distancia. O concepto newtoniano de inercia implicaba que o principio de relatividade só se podía aplicar aos marcos de referencia inerciais. Para abordar esta limitación, Einstein desenvolveu a súa teoría da relatividade xeral (1916), que introduciu un marco teórico que incluía marcos de referencia non inerciais (acelerados).[21]

Na teoría da relatividade, a inercia segue sendo unha propiedade fundamental, pero intégrase nun marco máis amplo que inclúe a curvatura do espazo-tempo e a equivalencia entre masa e enerxía. Segundo esta teoría, un corpo en caída libre non experimenta unha forza, senón que segue unha xeodésica no espazo-tempo curvado (é dicir, no modelo de Einstein, a gravidade non se interpreta como unha forza tradicional, senón como unha manifestación da curvatura do espazo-tempo).

Notas

[editar | editar a fonte]
  1. ↑ "Princípio da Inércia ou Primeira Lei de Newton". Consultado o 16/06/2011. 
  2. ↑ O concepto clásico de inercia non se aplica directamente no mundo subatómico, pero a idea de resistencia a cambios no movemento (ou no estado cuántico) segue sendo relevante.
  3. ↑ Formulada entre 335 a. C. e 322 a. C.
  4. ↑ "Physics by Aristotle". The Internet Classics Archive; MIT.edu. Consultado o 2025-02-01. 
  5. ↑ "Physics". 1996-01-01. ISBN 978-0-19-954028-0. Consultado o 2020-12-02. 
  6. ↑ Brown, P. Michael (1972-03). "Lucretius Translated - Martin Ferguson Smith: Lucretius, On the Nature of Things. Pp. 254. London: Sphere Books, 1969. Paper, 30p.". The Classical Review (en inglés) 22 (1): 32–34. ISSN 1464-3561. doi:10.1017/S0009840X00231818. 
  7. ↑ Sorabji, Richard, (1988). Matter, space and motion : theories in antiquity and their sequel. Ithaca, N.Y. OCLC 17507428. 
  8. ↑ Henry, Devin (2020). "John Philoponus". Springer: 998–1003. ISBN 978-94-024-1663-3. Consultado o 2020-12-02. 
  9. ↑ Darling, David J. (2006). Gravity's arc : the story of gravity, from Aristotle to Einstein and beyond. Hoboken, N.J. OCLC 62161192. 
  10. ↑ Espinoza, Fernando (2005-02-01). "An analysis of the historical development of ideas about motion and its implications for teaching". Physics Education (2): 139–146. ISSN 0031-9120. doi:10.1088/0031-9120/40/2/002. Consultado o 2020-12-02. 
  11. ↑ Benedetti, Giovanni. "Stillman Drake e I. E. Drabkin, Mechanics". Speculationum. Sixteenth Century Italy University of Wisconsin Press: p.156. 
  12. ↑ Berkel, Klaas van. (2013). Isaac Beeckman on matter and motion : mechanical philosophy in the making. Baltimore. OCLC 857081832. 
  13. ↑ Gillispie, Charles Coulston. (1960). The edge of objectivity : an essay in the history of scientific ideas. Princeton, N.J. OCLC 964789. 
  14. ↑ Post, Heinz.; French, Steven.; Kamminga, Harmke. (1993). Correspondence, invariance, and heuristics : essays in honour of Heinz Post. Dordrecht. OCLC 27035203. 
  15. ↑ "Discoveries and Opinions of Galileo. Stillman Drake". Isis (3): 378–379. setembro de 1957. ISSN 0021-1753. doi:10.1086/348596. Consultado o 2020-12-02. 
  16. ↑ Véxase o artigo de Alan Chalmers "Galliean Relativity and Galileo's Relativity", en Correspondence, Invariance and Heuristics: Essays in Honour of Heinz Post, eds. Steven French and Harmke Kamminga, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 1991, pp. 199–200, ISBN 0792320859. Chalmers non cre, con todo, que a física de Galileo tivese un principio xeral de inercia, circular ou non.
  17. ↑ Dijksterhuis E.J. The Mechanisation of the World Picture, Oxford University Press, Oxford, 1961, p. 352
  18. ↑ Galilei, Galileo; Einstein; Drake (1967-12-31). Dialogue Concerning the Two Chief World Systems. 
  19. ↑ Newton (2016-02-05). The Principia: The Authoritative Translation. 
  20. ↑ Einstein, Albert. "Sobre a electrodinámica dos corpos en movemento". 1905.
  21. ↑ Einstein, Albert (1997). The Foundation of the General Theory of Relativity Arquivado 15 de novembro de 2015 en Wayback Machine.. Princeton University Press.

Véxase tamén

[editar | editar a fonte]
Traído desde «https://gl.wikipedia.org/w/index.php?title=Inercia&oldid=7010581»