SfC Home > Fysiikka > Voima >

by Ron Kurtus (revised 11 June 2019)

Kun kappaleeseen kohdistetaan ulkoinen voima, se vastustaa nopeuden tai kiihtyvyyden muutosta. Tätä vastusta kutsutaan inertiavoimaksi. Koska se ei ole kohdistettu tai ulkoinen voima, sitä kutsutaan myös kuvitteelliseksi voimaksi.

Käsite perustuu Newtonin liikkeen lakeihin, mukaan lukien inertialaki ja vaikutus-reaktiolaki.

Inertiavoimaa voidaan tarkastella sekä silloin, kun kohdistat voimaa esineeseen, että silloin, kun sinuun kohdistetaan voima.

Kysymyksiä, joita sinulla saattaa olla, ovat:

• Miten inertiavoima liittyy Newtonin lakeihin?
• Mitä tapahtuu, kun kohdistat voimaa?
• Mitä tapahtuu, kun sinuun kohdistetaan voima?

Tällä oppitunnilla vastataan näihin kysymyksiin. Hyödyllinen työkalu: Yksiköiden muuntaminen

Liittyy Newtonin lakeihin

Vetovoima on aineen ominaisuus. Newtonin inertialain mukaan levossa oleva kappale pyrkii pysymään levossa, ellei siihen kohdistu voimaa. Vastaavasti liikkeessä olevalla esineellä on taipumus pysyä kyseisellä nopeudella, ellei jokin voima vaikuta siihen.

Käsite inertiavoima tulee Newtonin liikelaeista, jotka voidaan esittää seuraavasti:

I. Jokainen kappale, joka on tasaisessa liiketilassa – mukaan lukien paikallaan oleminen – pyrkii pysymään tässä liiketilassa, ellei siihen kohdistu ulkoista voimaa (inertiaalilaki).

II. Kappaleen massan m, sen kiihtyvyyden a ja kohdistetun tai ulkoisen voiman F välinen suhde on: F = ma.

III. Jos kappaleeseen kohdistetaan voima, syntyy näennäisesti yhtä suuri ja vastakkainen reaktio tai vastus (vaikutus-reaktio -laki).

Tätä yhtä suurta ja vastakkaista reaktiota kutsutaan inertiavoimaksi. Se on fakta- tai näennäisvoima, joka on yhtä suuri kuin -F = ma.

Tämä tarkoittaa, että ei ole olemassa yksisuuntaista voimaa tai voimaa, joka vaikuttaa vain yhteen kohteeseen. Mukana on aina oltava kaksi kohdetta, jotka vaikuttavat toisiinsa. Yksi kappale vaikuttaa toiseen, kun taas toinen vastustaa ensimmäisen vaikutusta.

(Katso lisätietoja kohdasta Liike ja hitauslaki.))

Kun kohdistat voimaa

Kun kohdistat vapaasti liikkuvaan kappaleeseen voimaa kiihdyttääksesi, hidastaaksesi tai muuttaaksesi sen suuntaa, kappaleeseen vaikuttaa yhtä suuri inertiavoima kohdistamasi voiman vastakkaiseen suuntaan.

Voit kokea tai tuntea tuon inertiavoiman. Jos inertiavoimaa ei olisi, esine vain liikkuisi, kun työnnät sitä.

Kun esimerkiksi työnnät esinettä, voit tuntea sen vastuksen nopeuden tai suunnan muutokselle.

Vaikka jos heilutat palloa köyden varassa, tunnet keskipakovoiman vetävän palloa ulospäin. Tuo keskipakovoima on inertiavoima, jossa pallo pyrkii noudattamaan suoraa linjaa.

Kun sinuun kohdistuu voima

Kun sinuun kohdistuu voima, voit tuntea inertiavoiman, joka vastustaa kohdistettua voimaa. Se ei kuitenkaan ole yhtä ilmeistä kuin silloin, kun sinuun kohdistuu voima.

Esimerkkejä:

Kun sinua tönäistään, tunnet vastarinnan liikkeelle joutumiselle.

Kun painovoiman kohdistama voima vetää sinua kohti maata, voit tuntea vastakkaisen inertiavoiman, joka aiheutuu painostasi maassa.

Vaikka kun ajat nopeasti liikkuvassa karusellissa, voit tuntea sinuun kohdistuvan inertiaalisen keskipakovoiman ulospäin suuntautuvan vetovoiman.

Huomaa, että jotkin lähteet kutsuvat näitä voimia fiktiivisiksi, virtuaalisiksi tai pseudovoimiksi, koska sinuun ei kohdistu mitään näennäistä voimaa, joka painaa sinua. Inertiavoimat eivät kuitenkaan tarvitse fyysistä kosketusta vastustaakseen kohdistettuja voimia.

Yhteenveto

Inertiavoima vastustaa kappaleen nopeuden muutosta ja on yhtä suuri ja vastakkaissuuntainen kuin kohdistettu voima sekä vastusvoima.

Käsite perustuu Newtonin liikkeen lakeihin. Inertiavoimaa voidaan tarkastella sekä silloin, kun kohdistetaan voimaa kappaleeseen, että silloin, kun sinuun kohdistetaan voimaa.

Ole aktiivinen ja päihitä inertia

Lähteet ja viitteet

Ron Kurtus’ Credentials

Websivut

Inertiavoima – Diderot & d’Alembertin

Encyclopedia of Diderot & d’Alembert

Inertia – Wikipedia

Kuvitteellinen voima – Wikipedia

Fysiikan lähteet

Kirjat

Forces In Nature by Liz Sonneborn Rosen; Publishing Group (2004) 25 dollaria.25 – Understanding gravitational, electrical and magnetic force

The Science of Forces by Steve Parker; Heinemann (2005) $29.29 – Projects with experiments with forces and machines

Glencoe Science: Motion, Forces, and Energy, by McGraw-Hill; Glencoe/McGraw-Hill (2001) $19.32 – Oppilaspainos (Kovakantinen)

Top-luokitellut kirjat aiheesta Voiman fysiikka

Kysymyksiä ja kommentteja

Onko sinulla kysyttävää, kommentteja tai mielipiteitä tästä aiheesta? Jos on, lähetä palautetta sähköpostitse. Yritän vastata sinulle mahdollisimman pian.

Jaa tämä sivu

Klikkaa painiketta, jos haluat merkitä tämän sivun kirjanmerkkeihin tai jakaa sen Twitterin, Facebookin, sähköpostin tai muiden palveluiden kautta: