Svi smo već primijetili da kada se vozimo u autu ili nekom drugom vozilu (autobus, voz,…) prilikom kočenja naše tijelo nastavlja da se kreće prema naprijed, kao da ga nešto vuče prema naprijed, a pri naglom ubrzanju naša ledja pritišće sjedalo, kao da nas nešto vuče prema nazad. To je izraženije što je veća masa našeg tijela i što je veća promjena brzine (ubrzanje).
To što osjećamo je INERCIJSKA SILA.
Inercijska sila je sila koja se pojavljuje u ubrzanome fizikalnom sistemu, kao posljedica inercije tijela, a ima smjer suprotan smjeru ubrzanja sistema. Ona je posljedica ubrzavanja sistema, a ne međudjelovanja.
Smjer inercijske sile je uvijek suprotan smjeru ubrzanja sistema.
INERCIJSKA SILA TIJELU MASE m DAJE UBRZANJE a0 U SMJERU SUPROTNOM OD SMJERA UBRZANJA SISTEMA.
Važno je napomenuti da za inercijske sile NE VAŽI Treći Njutnov zakon tj. zakon akcije i reakcije. Inercijska sila nije međusobno dejstvo dva tijela, jer postoji samo tijelo koje trpi silu (akcije), ali ne postoji tijelo koje tom silom djeluje, pa nema uzvratnog dejstva (reakcije).
Najbolje ćemo ovo sve shvatiti na primjeru mjerenja težine putnika u liftu.
Već znamo da osoba mase m na površini Zemlje (ili blizu površine Zemlje) će uvijek imati težinu G = m ∙ g
Kada stanemo na vagu očitava se u stvari sila kojom vaga se “suprotstavlja” sili težine osobe na vagi. Pošto su osoba i vaga u kontaktu jedno sa drugim vrijedi zakon akcije i reakcije, pa je sila kojom se vaga “opire” jednake vrijednosti, a suprotnog smjera od sile težine tijela.
Pogledajmo kako to izgleda u nekoliko mogućih varijanti kada je u pitanju kretanje lifta.
Postavićemo da je pozitivni smjer prema gore, a negativan prema dole.
Slučaj br 1 – NEMA UBRZANJA LIFTA
Ako je ubrzanje nula, tj. a=0, onda se radi o jednoj od dvije mogućnosti : ili lift stoji (ne kreće se) ili se lift kreće konstantnom (jednakom) brzinom, pa nema ubrzanja.
U tom slučaju osoba svojom težinom djeluje prema vagi silom G = mg u negativnom smjeru, a vaga se opire normalnom silom
N = G = mg
Pošto je očitanje na vagi iznos veličine normalne sile N, vaga će očitati STVARNU VRIJEDNOST TEŽINE ČOVJEKA kada nema ubrzanja.
Slučaj br. 2 – UBRZANJE POZITIVNO (usmjereno prema gore) , slučaj recimo kada lift ubrzava prema gore
U ovom slučaju zbog inercije tijelo osobe u liftu nastoji da ostane gdje je i bilo, tj. „gura“ prema dole, pa to rezultira sa većom kontaktnom silom izmedju vage i tijela osobe u liftu. Zbog toga je i Normalna sila N veća, pa vaga očitava veću vrijednost ot stvarne težine.
Dokažimo to i putem Drugog Njutnovog zakona.
ΣF = ma
ΣF = N – mg
N – mg = ma
N = ma + mg
N = m(a + g)
Vidimo da će sila N (očitanje na vagi) biti veća od stvarne težine.
NAPOMENA: Slična situacija kao u ovom slučaju je kada lift ide prema dole i pri tome usporava, jer je i tada ubrzanje pozitivno, tj. usmjereno prema gore. Skica je kao gore, kao i postavka računa.
Slučaj 3: UBRZANJE JE NEGATIVNO (usmjereno prema dole) , slučaj recimo kad lift ide prema gore i usporava (ili kada ide prema dole i ubrzava)
Pošto smo smjer prema dole označili kao negativan onda imamo:
ΣF = -ma
ΣF = N – mg
N – mg = -ma
N = mg – ma
N = m(g – a)
Možemo uočiti da će vaga očitati N koje je manje od stvarnog N u položaju mirovanja, pa će prikazana težina biti manja od stvarne težine.
