Почему тело не меняет движение само по себе. Опыты с монетой, книгой и мячом. Инертность и масса.
Почему в автобусе бросает вперёд
Представь: ты стоишь в автобусе. Автобус спокойно едет. Вдруг водитель резко нажимает на тормоз.
Автобус начинает останавливаться. Ноги вместе с полом тоже замедляются. А верхняя часть тела по-прежнему продолжает двигаться вперёд. Поэтому тебя бросает вперёд.
Это не потому, что «невидимая сила толкнула» тебя вперёд. Тело просто стремится сохранить своё прежнее движение. Так проявляется инерция.
Инерция — это явление сохранения телом состояния покоя или равномерного прямолинейного движения, если на него не действуют другие тела или их действие скомпенсировано.
Проще: тело стремится продолжать делать то, что оно уже делало: стояло — продолжать стоять, двигалось — продолжать двигаться.
Тело не любит резко менять движение
Физические тела не могут сами по себе мгновенно изменить скорость. Чтобы изменить движение тела, нужно воздействие другого тела.
Мяч лежит на полу, пока его не ударят ногой
Шайба скользит по льду и постепенно останавливается из-за трения
Машина не может мгновенно остановиться, даже если нажать на тормоз
Пассажир продолжает двигаться вперёд при резком торможении автобуса
Пыль слетает с ковра, когда его резко выбивают
Инерция
Тело стремится сохранить своё состояние: покоилось — продолжает покоиться, двигалось — продолжает двигаться. Чтобы изменить движение, нужно воздействие другого тела.
Интерактив 1. «Автобус тормозит»
Выбери, что делает автобус, и посмотри, куда отклонится пассажир.
Пассажир стоит спокойно. Его тело покоится относительно автобуса — инерция не проявляется заметно.
Автобус начинает двигаться вперёд. Ноги пассажира вместе с полом начинают двигаться вперёд, а верхняя часть тела по инерции стремится сохранить покой.
Пассажира отклоняет назад.
Автобус замедляется. Ноги вместе с полом тоже замедляются, а верхняя часть тела по инерции продолжает двигаться вперёд.
Пассажира бросает вперёд.
Автобус меняет направление. Тело пассажира по инерции стремится двигаться по прежнему направлению.
Пассажира отклоняет в сторону.
Инерция проявляется, когда тело пытаются резко разогнать, остановить или изменить направление его движения.
Почему тело сохраняет покой
Положи на стол книгу. Она лежит спокойно. Сама по себе книга не начнёт скользить по столу — нужно толкнуть. Это тоже инерция: тело, которое покоится, стремится сохранять покой.
Почему движущееся тело не останавливается сразу
Мяч, который катится по полу, не останавливается мгновенно. Он останавливается из-за трения и сопротивления воздуха. Если бы их не было, тело двигалось бы равномерно и прямолинейно очень долго.
Тело останавливается не само по себе, а из-за действия других тел.
Интерактив 2. «Мяч на разных поверхностях»
Выбери поверхность и посмотри, как далеко покатится мяч.
Мяч быстро остановится.
Почему: трение большое — оно быстро гасит движение.
Мяч прокатится дальше.
Почему: трение меньше — инерция сохраняет движение дольше.
Мяч или шайба будут двигаться намного дольше.
Почему: трение очень маленькое — движение почти не гасится.
Инерция стремится сохранить движение тела, а трение постепенно его изменяет и останавливает. Чем меньше трение — тем лучше видна инерция.
Инерция и сила
Иногда говорят: «На тело действует сила инерции». В 7 классе лучше быть осторожнее с такой фразой.
Инерция — это не отдельная сила. Это явление сохранения телом состояния движения или покоя.
Чтобы изменить скорость тела, нужно воздействие другого тела: рука толкает тележку, нога ударяет по мячу, тормозные колодки действуют на колесо, Земля притягивает тело. Если воздействия нет — тело сохраняет своё состояние.
Интерактив 3. «Есть причина — изменилось движение»
Нажми на ситуацию и узнай, почему изменилось движение.
Движение меняется не само собой. Для изменения движения нужно действие других тел.
Инерция в жизни
В транспорте. При резком торможении пассажира бросает вперёд, при старте — назад, при повороте — в сторону. Поэтому в машине нужно пристёгиваться ремнём безопасности: он удерживает тело при резком замедлении.
В спорте. Футбольный мяч продолжает лететь после удара. Хоккейная шайба долго скользит по льду. Бегун не может мгновенно остановиться после финиша. Велосипедист продолжает катиться, даже если перестал крутить педали.
Дома. Если резко дёрнуть скатерть, предметы на столе могут почти остаться на месте. Если выбивать ковёр, пыль отделяется от него. Если встряхнуть мокрую кисточку, капли воды слетают.
Интерактив 4. «Где здесь инерция?»
Нажми на ситуацию и узнай, как проявляется инерция.
Опыт со стаканом, картонкой и монетой
Один из самых известных опытов на инерцию. Положи картонку на стакан. Положи на картонку монету. Резко щёлкни по картонке в сторону.
Картонка быстро улетит. Монета почти не успеет разогнаться вместе с ней — трение не успевает её увлечь. Поэтому монета по инерции сохраняет покой и падает вниз в стакан.
Интерактив 5. «Монета и картонка»
Выбери, как двигать картонку.
Монета движется вместе с картонкой.
Почему: трение успевает увлечь монету, и она едет вместе с картонкой.
Картонка улетает, а монета падает в стакан.
Почему: монета по инерции стремится сохранить покой — картонка движется слишком быстро.
Результат зависит от того, насколько быстро меняется движение тела.
Инерция и масса
Разные тела по-разному «сопротивляются» изменению движения. Лёгкий мяч легко разогнать и легко остановить. Тяжёлый шкаф трудно сдвинуть с места и трудно остановить, если он уже движется.
Инертность — это свойство тела сопротивляться изменению скорости. Чем больше масса тела, тем сильнее проявляется его инертность.
Масса показывает, насколько тело инертно. Чем больше масса, тем труднее изменить движение тела.
Интерактив 6. «Тележка пустая и полная»
Выбери тележку и посмотри, как легко её разогнать.
Её легко сдвинуть. Она быстрее начинает двигаться. Её легче остановить.
Масса небольшая — инертность невелика.
Её труднее сдвинуть. Она медленнее разгоняется. Её труднее остановить.
Масса большая — инертность высокая. Полная тележка более инертна.
Чем больше масса тела, тем больше его инертность и тем труднее изменить его движение.
Инерция и безопасность
Ремень безопасности. При резком торможении машина быстро замедляется, но тело пассажира по инерции продолжает двигаться вперёд. Ремень удерживает человека и уменьшает риск удариться о руль или стекло.
Тормозной путь. Даже если водитель сразу нажмёт на тормоз, машина не остановится мгновенно. Она пройдёт тормозной путь по инерции. Чем больше скорость и масса — тем длиннее тормозной путь.
Груз в машине. При резком торможении незакреплённый груз продолжит двигаться вперёд по инерции — это опасно.
Интерактив 7. «Безопасно или опасно?»
Нажми на ситуацию и узнай ответ.
Интерактив 8. «Земля или космос?»
Выбери место движения и посмотри, как ведёт себя тело.
Мяч катится и постепенно останавливается.
Почему: действуют трение и сопротивление воздуха.
Шайба скользит дольше.
Почему: трение меньше — инерция сохраняет движение дольше.
Космический аппарат может долго двигаться почти без изменения скорости с выключенными двигателями.
Почему: сопротивление очень мало — инерция проявляется в полную силу. Двигатели нужны только чтобы изменить скорость или направление, а не поддерживать движение.
Чем меньше внешние воздействия, тем лучше заметна инерция.
Мини-опыты дома
Мини-опыт 1. Монета падает в стакан
Что нужно
Стакан, небольшая картонка, монета.
Что сделать
Положи картонку на стакан. Положи монету на картонку. Резко щёлкни по картонке в сторону.
Что увидишь
Картонка улетит, а монета упадёт в стакан.
Монета по инерции сохраняет состояние покоя — трение не успевает её разогнать вместе с картонкой.
Мини-опыт 2. Бумага под книгой
Что нужно
Книга и лист бумаги.
Что сделать
Положи книгу на бумагу. Сначала потяни бумагу медленно, потом дёрни резко.
Что увидишь
При медленном движении книга поедет вместе с бумагой. При резком рывке бумага может выскользнуть, а книга останется почти на месте.
Книга по инерции стремится сохранить покой — при резком рывке она не успевает сразу начать двигаться.
Мини-опыт 3. Мяч на полу и на ковре
Что нужно
Мяч, гладкий пол, ковёр.
Что сделать
Прокати мяч по гладкому полу, потом по ковру. Сравни, где он проедет дальше.
Что увидишь
По гладкому полу мяч катится дальше, чем по ковру.
Трение мешает движению. Чем меньше трение — тем дольше тело сохраняет движение по инерции.
Частые ошибки
1
«Инерция — это сила». Нет. Инерция — явление сохранения состояния тела. Инертность — свойство сопротивляться изменению скорости. Это не сила.
2
«Тело останавливается само». Нет. Тело останавливается из-за действия других тел: поверхности, воздуха, тормозов.
3
«Если тело движется, на него обязательно должна постоянно действовать сила вперёд». Не обязательно. Если сопротивление мало, тело продолжает движение по инерции.
4
«При торможении автобуса пассажира толкает вперёд сила». Лучше говорить так: автобус тормозит, а тело пассажира по инерции продолжает двигаться вперёд.
5
«Тяжёлое тело всегда движется быстрее». Нет. Масса связана не со скоростью, а с тем, насколько трудно изменить движение тела.
Проверь себя — 8 вопросов1 / 8
правильных ответов из 8
Главное
Инерция — явление сохранения телом состояния покоя или равномерного прямолинейного движения, если на него не действуют другие тела или их действие скомпенсировано.
Тело, которое покоится, стремится сохранять покой. Тело, которое движется, стремится продолжать движение.
Чтобы изменить движение тела, нужно действие других тел.
В обычной жизни тела останавливаются из-за трения и сопротивления воздуха.
Инертность — свойство тела сопротивляться изменению скорости. Чем больше масса — тем больше инертность.
