L'un des principes physiques de base de l'interaction des corps solides est la loi d'inertie, formulée par le grand Isaac Newton. Nous rencontrons ce concept presque constamment, car il a une influence extrêmement grande sur tous les objets matériels de notre monde, y compris les humains. À son tour, une quantité physique telle que le moment d'inertie est inextricablement liée à la loi mentionnée ci-dessus, déterminant la force et la durée de son impact sur les corps solides.
Du point de vue de la mécanique, tout objet matériel peut être décrit comme un système de points immuable et clairement structuré (idéalisé), dont les distances mutuelles ne changent pas en fonction de la nature de leur mouvement. Cette approche permet de calculer avec précision le moment d'inertie de presque tous les corps solides à l'aide de formules spéciales. Une autre nuance intéressante ici estle fait que tout mouvement complexe, ayant la trajectoire la plus complexe, peut être représenté comme un ensemble de mouvements simples dans l'espace: rotation et translation. Cela facilite également la vie des physiciens lors du calcul de cette quantité physique.
Pour comprendre ce qu'est le moment d'inertie et quelle est son influence sur le monde qui nous entoure, il est plus facile d'utiliser l'exemple d'un changement brutal de la vitesse d'un véhicule de tourisme (freinage). Dans ce cas, les jambes d'un passager debout seront entraînées par frottement sur le sol. Mais en même temps, aucun impact ne sera exercé sur le torse et la tête, à la suite de quoi ils continueront à se déplacer à la même vitesse spécifiée pendant un certain temps. En conséquence, le passager se penchera vers l'avant ou tombera. En d'autres termes, le moment d'inertie des jambes, éteint par la force de frottement au sol, sera nettement inférieur au reste des points du corps. L'image inverse sera observée avec une forte augmentation de la vitesse d'un bus ou d'un tramway.
Le moment d'inertie peut être formulé comme une quantité physique égale à la somme des produits des masses élémentaires (ces points individuels d'un corps solide) et le carré de leur distance à l'axe de rotation. Il résulte de cette définition que cette caractéristique est une grandeur additive. En termes simples, le moment d'inertie d'un corps matériel est égal à la somme des indicateurs similaires de ses parties: J=J1 + J2 + J 3 + …
Cet indicateur pour les corps de géométrie complexe est trouvé expérimentalement. compte pourprendre en compte trop de paramètres physiques différents, y compris la densité d'un objet, qui peut être inhomogène à différents points, ce qui crée ce que l'on appelle la différence de masse dans différents segments du corps. Par conséquent, les formules standard ne conviennent pas ici. Par exemple, le moment d'inertie d'un anneau avec un certain rayon et une densité uniforme, ayant un axe de rotation passant par son centre, peut être calculé à l'aide de la formule suivante: J=mR2. Mais de cette façon, il ne sera pas possible de calculer cette valeur pour un cerceau, dont toutes les parties sont faites de matériaux différents.
Et le moment d'inertie d'une boule de structure solide et homogène peut être calculé par la formule: J=2/5mR2. Lors du calcul de cet indicateur pour les corps par rapport à deux axes de rotation parallèles, un paramètre supplémentaire est introduit dans la formule - la distance entre les axes, désignée par la lettre a. Le deuxième axe de rotation est désigné par la lettre L. Par exemple, la formule peut ressembler à ceci: J=L + ma2.
Des expériences minutieuses sur l'étude du mouvement d'inertie des corps et de la nature de leur interaction ont été faites pour la première fois par Galileo Galilei au tournant des XVIe et XVIIe siècles. Ils ont permis au grand savant, en avance sur son temps, d'établir la loi fondamentale du maintien par les corps physiques d'un état de repos ou de mouvement rectiligne par rapport à la Terre en l'absence d'autres corps agissant sur eux. La loi d'inertie est devenue la première étape dans l'établissement des principes physiques de base de la mécanique, qui à l'époque étaient encore complètement vagues, indistincts et obscurs. Par la suite, Newton, formulant les lois générales du mouvementcorps, y compris la loi de l'inertie.
