§ 13. Инерция

Физика, 7 класс. Учебник: Кронгарт Б.А. и др. (Мектеп, 2025). Глава 5: Взаимодействие тел. Страницы 78–81.

Чему научишься

• Объяснять, что такое явление инерции и откуда оно получило название.
• Формулировать закон инерции: когда тело движется равномерно и прямолинейно или стоит.
• Понимать, почему на Земле «чистой» инерции почти не бывает.
• Объяснять с помощью инерции бытовые явления: падение в автобусе, посадку молотка, выбивание ковра.

Разминка

• Ты едешь в автобусе, и он резко тормозит. Куда тебя качнёт? Вперёд, по ходу движения.
• Что нужно, чтобы остановить катящийся мяч? Какое-то воздействие: трение о траву, нога вратаря, стена.
• Может ли стоящий стол сам поехать по комнате? Нет, нужно, чтобы его кто-то подтолкнул.

Разбираемся

Сам по себе тело не меняет движение

Посмотри вокруг: стол в комнате сам не поедет. Мяч лежит, пока по нему не ударят. Автомобиль с выключенным двигателем в конце концов остановится. Во всех случаях скорость тела изменилась из-за другого тела: ноги, дороги, воздуха.

📌 Скорость тела меняется только под действием других тел. Само по себе тело не разгонится и не остановится.

Опыт Галилея с тележками

Около 400 лет назад итальянский учёный Галилео Галилей пускал тележки с наклонной горки на горизонтальную поверхность. Поверхность он менял: песок, ткань, стекло.

• На песке тележка останавливается почти сразу.
• По ткани едет дальше.
• По стеклу катится очень долго.

Галилей рассуждал: чем глаже поверхность, тем дольше едет тележка. А если бы поверхность была идеально гладкой, тележка ехала бы бесконечно, не меняя скорость.

💡 Числа здесь условные, это просто «схема» опыта: так хорошо видно, что с уменьшением трения путь растёт.

Закон инерции

Из опытов получился один из главных законов природы.

📌 Закон инерции. Если на тело не действуют другие тела или их действие уравновешено (скомпенсировано), то тело либо стоит на месте, либо движется прямолинейно и равномерно.

А инерция — это само явление: тело сохраняет покой или равномерное прямолинейное движение, пока на него никто не действует. Слово пришло из латыни: inertia значит «неподвижность, бездеятельность».

🌟 Больше 2000 лет в науке считали, как Аристотель: чтобы тело двигалось, на него должна постоянно действовать сила, а без силы оно «стремится к покою». Галилей показал, что это не так. Одним опытом он перевернул представления о движении.

Почему на Земле инерцию «не видно»

На Земле на любое тело всегда что-то действует: притяжение Земли, трение, сопротивление воздуха. Поэтому говорить «тело движется по инерции» можно, только если эти воздействия малы, а мы смотрим на короткий промежуток времени. Автомобиль с выключенным двигателем какое-то время едет по инерции, но потом трение колёс его остановит.

Так же объясняется, почему разогнанный велосипед ещё долго едет, а конькобежец на вираже рискует вылететь с дорожки: тело стремится сохранить направление и скорость своего движения.

⚠️ Частая ошибка. Думать, что инерция — это сила, которая «толкает» тело. Инерция не сила, а свойство тел сохранять скорость. Тебя в автобусе никто не бросает вперёд: автобус затормозил, а ты по инерции продолжил двигаться с прежней скоростью.

💡 Инерция бывает полезной. В двигателях ставят тяжёлые маховики: они, раскрутившись, сглаживают рывки и помогают машине вращаться ровно и экономно.

👨‍👩‍👧 Родителю. Самая частая путаница: «если тело движется, то на него действует сила». Помогите ребёнку проверить на примере: толкните тележку (или игрушечную машинку) по гладкому полу и отметьте, что она едет и после того, как рука убрана.

Проверь себя

• Почему тело не может само по себе остановиться и само по себе разогнаться? Скорость тела меняется только под действием других тел. Если их действия нет, скорость сохраняется.
• Какое явление называется инерцией? Сохранение телом состояния покоя или равномерного прямолинейного движения, когда на него не действуют другие тела (или их действия уравновешены).
• К каким выводам пришёл Галилей после опытов с тележками? Чем глаже поверхность, тем дольше движется тележка; на идеально гладкой поверхности она двигалась бы бесконечно с постоянной скоростью. Отсюда закон инерции.
• Что происходит с телами, если на них не действуют другие тела? Они либо покоятся, либо движутся прямолинейно и равномерно.
• Как объяснить падение пассажиров при резком торможении автобуса или резком увеличении скорости? При торможении ноги вместе с автобусом замедляются, а тело по инерции продолжает двигаться вперёд, поэтому пассажира бросает вперёд. При резком разгоне, наоборот, тело по инерции отстаёт, и пассажир падает назад.

Решаем упражнения

Экспериментируйте

№ 1

«Экспериментируйте», задача 1. Поставь стакан на лист картона (или бумаги). В первый раз вытяни картон медленно, во второй быстро выдерни. Опиши движение стакана в обоих случаях и сделай вывод.

Как думать. Подумай, сколько времени картон действует на стакан силой трения: в первом случае долго, во втором очень мало.

Решение. Опыт безопасный, лучше брать пластиковый стакан с небольшим количеством воды над тазиком или над столом.

1. Медленно тянем картон: стакан едет вместе с картоном, а потом может опрокинуться. Картон долго действует на него трением и разгоняет.
2. Быстро выдёргиваем: картон вылетает, а стакан остаётся почти на месте или чуть сдвигается. Времени, чтобы набрать заметную скорость, у стакана не было, он по инерции сохраняет состояние покоя.

Ответ: при медленном вытягивании стакан едет за картоном, при резком остаётся на месте. Вывод: чтобы изменить скорость тела, нужно воздействие и время; без воздействия тело сохраняет покой (инерция).

№ 2

«Экспериментируйте», задача 2. На спортивной площадке прыгни в яму с песком с места и с разбега. В каком случае прыгнешь дальше? Почему? Какое явление здесь наблюдается?

Как думать. Что есть у тебя в момент отрыва от земли: нулевая скорость или большая?

Решение. Сначала нужно разрешение взрослого или учителя физкультуры, прыгать надо на песок, а не на твёрдое покрытие. С разбега ты отталкиваешься уже с большой скоростью вперёд. В воздухе на тело почти ничего не мешает горизонтальному движению, и по инерции ты продолжаешь лететь с этой скоростью. С места горизонтальной скорости нет, дальность получается меньше.

Ответ: с разбега прыжок длиннее. Наблюдается явление инерции: тело сохраняет набранную скорость.

Объясните

№ 3

«Объясните», задача 1. На рисунке 13.4 показан способ насаживания молотка на рукоятку: рукоятку с молотком ударяют нижним концом о стол. Объясни.

Как думать. Что останавливается при ударе о стол, а что продолжает двигаться?

Решение. При ударе рукоятка резко останавливается о стол. Головка молотка тяжёлая, и по инерции она продолжает двигаться вниз. Так она плотнее надевается на рукоятку.

Пример ответа. Рукоятка останавливается из-за удара о стол, а головка по инерции движется вниз и туже садится на конец рукоятки.

Ответ: головка молотка по инерции продолжает движение вниз, когда рукоятка остановилась, и насаживается плотнее.

№ 4

«Объясните», задача 2. В какую сторону падает споткнувшийся человек? Поскользнувшийся человек? Почему?

Как думать. Кого из них резко остановило, а у кого ноги резко поехали вперёд?

Решение.

• Споткнулся: ноги зацепились и остановились, а верхняя часть тела по инерции продолжает двигаться вперёд. Падает вперёд.
• Поскользнулся: ноги быстро скользнули вперёд (трение мало), а корпус по инерции отстал. Падает назад.

Ответ: споткнувшийся падает вперёд, поскользнувшийся назад; причина в инерции верхней части тела.

Анализируйте

№ 5

«Анализируйте», задача 1. Как изменилась скорость движения вагонов на рисунке 13.5, а и б?

Как думать. Смотри, куда падает пассажир: если по ходу вагона, вагон тормозит; если против хода, вагон разгоняется.

Решение. На рисунке пассажир падает в разные стороны. Если он упал назад (против хода вагона), скорость вагона резко возросла, он «выскользнул» из-под ног пассажира. Если упал вперёд (по ходу), скорость вагона резко уменьшилась, вагон затормозил, а пассажир по инерции продолжил движение. В пункте а) человек падает назад: скорость возросла; в пункте б) вперёд: скорость уменьшилась.

Ответ: в одном случае скорость вагона резко возросла (пассажир упал назад), в другом резко уменьшилась (пассажир упал вперёд).

№ 6

«Анализируйте», задача 2. ⭐ задача повышенной сложности. Рассматривая движение тела по абсолютно гладкой поверхности, Галилей пришёл к выводу: если после падения по любой наклонной плоскости наступает подъём, то тело поднимается до той же высоты над горизонтом, причём не только при одинаковом наклоне, но и при разных углах. К какому выводу можно прийти, продолжив рассуждения по рисунку 13.6?

Как думать. За попытку над такой задачей уже молодец. Представь: на рисунке спуск и подъём с разным наклоном, подъём становится всё более пологим. Что будет, если подъём сделать совсем горизонтальным?

Решение.

1. Тело скатывается и поднимается на ту же высоту, как бы ни был наклонён подъём.
2. Чем положе подъём, тем длиннее путь, который телу нужно пройти, чтобы набрать ту же высоту.
3. Если подъём сделать горизонтальным (высота не растёт), тело никогда не поднимется на прежнюю высоту и будет двигаться бесконечно, сохраняя скорость.

Ответ: на идеально гладкой горизонтальной поверхности тело движется бесконечно долго с постоянной скоростью: это закон инерции.

№ 7

«Анализируйте», задача 3. ⭐ задача повышенной сложности. Маленькие дети знают, что надо делать, чтобы долго катиться на самокате, но не могут объяснить, почему. Какое явление они используют?

Как думать. Что делает ребёнок на самокате: сначала отталкивается ногой, потом отпускает?

Решение. Дети разгоняются несколькими толчками, а потом убирают ногу и едут, не отталкиваясь. Скорость сохраняется по инерции, и она уменьшается медленно: трение небольшое.

Ответ: явление инерции: после толчка самокат долго едет, сохраняя скорость.

№ 8

«Анализируйте», задача 4. ⭐ задача повышенной сложности. Два брата поспорили. Айсар сказал: пыль из ковра лучше достать пылесосом. Кайрат настаивал: лучше выбивать ковёр резкими ударами палкой, повесив его на перекладину. Как ты думаешь, какой способ лучше?

Как думать. Здесь нет «единственно верного» ответа, главное, объяснить физику. Вспомни, что при ударе делает ковёр, а что пыль.

Решение. Выбивание использует инерцию. Ковёр от удара резко приходит в движение, а потом так же резко останавливается и возвращается. Пылинки не прикреплены к нему, они по инерции продолжают двигаться и вылетают из ковра. Но пыль при этом разлетается по двору. Пылесос затягивает воздух вместе с пылью, пыль собирается в мешок и не разлетается, поэтому в квартире удобнее он.

Пример ответа. Для двора подходит выбивание: оно основано на инерции пылинок. В квартире лучше пылесос: он убирает пыль, а не поднимает её в воздух. Я бы согласился с обоими: используют разные явления.

Ответ: оба способа рабочие. Кайрат использует инерцию пыли (она вылетает при резкой остановке ковра), Айсар засасывает пыль потоком воздуха; чище и удобнее в доме пылесос.

Шпаргалка

• Инерция — не сила, а свойство тел сохранять скорость.
• Скорость меняется только под действием других тел.
• Объясняя бытовые явления, ищи: что остановилось, а что по инерции продолжает двигаться.

Мини-тест