Propriedade dos corpos de resistirem à mudança
A inércia é a capacidade de um corpo continuar em repouso ou em Movimento Retilíneo Uniforme, ou seja, é a resistência de um objeto em mudar de estado. Essa tendência somente é alterada quando uma força externa age sobre o corpo.
Esse conceito foi inicialmente explicado no ano de 1687 por Isaac Newton em seu livro Princípio Matemático da Filosofia Natural (Philosophie Naturalis Principia Mathematica). A obra deu início aos estudos da Mecânica.
Contexto histórico
Os primeiros estudos sobre a inércia foram realizados por Galileu Galilei. Após experimentos e observações, o cientista percebeu que um corpo só mudaria seu estado se houvesse uma força contrária a ela. Assim, um objeto em Movimento Retilíneo Uniforme (MRU) continuaria com velocidade constante e um corpo em repouso continuaria assim, desde que algo fizesse com que mudasse de estado.
Posteriormente, Isaac Newton recapitulou as pesquisas de Galileu e passou a relacionar a noção de movimento com a força. Isso contribuiu para entender as causas do movimento e criar as principais leis da mecânica clássica, denominada de Leis de Newton. Com os estudos de Newton ficou comprovada a teoria de Galileu sobre o movimento dos corpos.
Conceito de inércia
O princípio da inércia indica que toda matéria apresenta resistência e para realizar mudança de estado, uma força deve agir sobre ela. Se não for assim, o corpo manterá o seu estado inicial seja em repouso ou em movimento.
Da mesma forma, se um objeto estiver submetido a um conjunto de forças que se anulam, então este corpo não sofrerá variação em sua velocidade e continuará com o mesmo estado inicial.
Segundo a teoria, a inércia varia conforme a massa de cada corpo. Se um objeto tem massa elevada, ele possui maior resistência à mudança de estado (maior inércia). Já os corpos com massas menores possuem menor inércia.
A bola deixa o estado de inércia após jogador aplicar uma força. (Imagem: Pixabay)
Primeira Lei de Newton
As leis de Newton são o ponto inicial para o estudo sobre a Estática e Dinâmica, além da base para entender a Mecânica clássica. A primeira lei de Newton (Princípio da Inércia) é a responsável por explicar a resistência dos corpos em mudar de estado.
Segundo esta lei, um corpo tende a continuar em estado de movimento uniforme ou repouso a não ser que uma força atue sobre ele e o faça mudar de estado.
Todo corpo continua em seu estado de repouso ou de movimento uniforme em uma linha reta, a menos que ele seja forçado a mudar aquele estado por forças imprimidas sobre ele.
O princípio da inércia, também denominado de primeiro princípio da Dinâmica, necessita de um referencial inercial para se tornar válido. Ou seja, um sistema de referência que permite descrever o movimento dos corpos em equilíbrio.
Como a massa do corpo é um fator responsável pela resistência na mudança de estado, então ela permitirá medir a inércia. Com o valor da massa e da velocidade do corpo é possível determinar a quantidade de movimento linear.
Assim:
Q = m . V
Em que,
Q é a quantidade de movimento linear,
m é o valor da massa do corpo,
V é a velocidade desse mesmo corpo.
Também é possível calcular o impulso, ou seja, a força responsável por realizar a mudança de estado do objeto em determinado espaço de tempo.
Desta forma:
I = F . ∆t
Em que,
I é o impulso, dada em Newton-segundo (N.s),
F é a força, dada em newton,
∆t é a duração de tempo em que a força foi aplicada.
Aplicação da Inércia
A inércia é uma grandeza presente no dia a dia das pessoas mesmo que elas não percebam. Um exemplo disso é quando um carro freia bruscamente e os corpos dentro dele são lançados para frente. Isso ocorre porque o corpo humano tende a ficar inerte enquanto o veículo está em movimento retilíneo. No entanto, quando uma força externa é aplicada (freio brusco) as pessoas deixam o estado de inércia e são lançadas para frente. Outro exemplo é da bola de golfe que permanece em estado de inércia até que o jogador aplique um movimento que a faça entrar em movimento.