Træghed

Tidlig forståelse af motionEdit

Før renæssancen var den mest accepterede bevægelsesteori i vestlig filosofi baseret på Aristoteles, der omkring 335 f.Kr. til 322 f.Kr. sagde, at , i mangel af en ekstern motivkraft, ville alle objekter (på jorden) komme i ro, og at objekter i bevægelse kun fortsætter med at bevæge sig, så længe der er en kraft, der får dem til at gøre det. Aristoteles forklarede den fortsatte bevægelse af projektiler, der er adskilt fra deres projektor, ved hjælp af det omgivende medium, som fortsætter med at bevæge projektilet på en eller anden måde. Aristoteles konkluderede, at en sådan voldelig bevægelse i et tomrum var umulig.

På trods af sin generelle accept blev Aristoteles bevægelsesbegreb ved flere lejligheder bestridt af bemærkelsesværdige filosoffer i næsten to årtusinder. For eksempel Lucretius (efter formodentlig Epicurus) sagde, at “standardtilstanden” for materie var bevægelse, ikke stasis. I det 6. århundrede kritiserede John Philoponus inkonsekvensen mellem Aristoteles diskussion af projektiler, hvor mediet holder projektiler i gang, og hans diskussion af tomrummet , hvor mediet ville hindre kroppens bevægelse. Philoponus foreslog, at bevægelse ikke blev opretholdt af et omgivende medie, men af en eller anden ejendom, der blev overført til objektet, da det blev sat i gang. Selv om dette ikke var det moderne koncept af inerti, for der var stadig behov for en magt til at holde et legeme i bevægelse, det viste sig at være et grundlæggende skridt i den retning. Denne opfattelse blev stærkt modsat af Averroes og af mange skolastiske filosoffer, der støtter ed Aristoteles. Denne opfattelse blev imidlertid ikke ubestridt i den islamiske verden, hvor Philoponus havde flere tilhængere, der videreudviklede hans ideer.

I det 11. århundrede hævdede den persiske polymat Ibn Sina (Avicenna), at et projektil i en vakuum ville ikke stoppe, medmindre der blev reageret på det.

ImpulseEditEdit

I i det 14. århundrede afviste Jean Buridan forestillingen om, at en bevægelsesgenererende ejendom, som han kaldte drivkraft, spredte sig spontant. Buridans holdning var, at en bevægelig genstand ville blive arresteret af luftens modstand og kroppens vægt, der ville modsætte dens drivkraft. Buridan fastholdt også, at drivkraften steg med hastighed; således var hans oprindelige idé om drivkraft ens i mange veje til det moderne momentumbegreb. På trods af de åbenlyse ligheder med mere moderne inerti-ideer så Buridan sin teori som kun en ændring af Aristoteles grundlæggende filosofi, idet han opretholdt mange andre peripatiske synspunkter, herunder troen på, at der stadig var en grundlæggende forskel mellem et objekt i bevægelse og et objekt i hvile. Buridan mente også, at drivkraften ikke kun kunne være lineær, men også cirkulær, hvilket fik objekter (såsom himmellegemer) til at bevæge sig i en cirkel.

Buridans tanke blev fulgt op af hans elev Albert af Sachsen. (1316–1390) og Oxford Calculators, der udførte forskellige eksperimenter, der yderligere underminerede den klassiske, aristoteliske opfattelse. Deres arbejde blev til gengæld udarbejdet af Nicole Oresme, der var banebrydende for at demonstrere bevægelseslove i form af grafer.

Kort før Galileos inerti-teori ændrede Giambattista Benedetti den voksende teori om drivkraft til kun at involvere lineær bevægelse:

“… del af legemsmateriale, der bevæger sig af sig selv, når en drivkraft er blevet imponeret over det af enhver ekstern motivkraft, har en naturlig tendens til at bevæge sig på en retlinet, ikke en buet sti. “

Benedetti citerer bevægelsen af en klippe i en slynge som et eksempel på den iboende lineære bevægelse af objekter, f orceret i cirkulær bevægelse.

Klassisk inertiRediger

Ifølge videnskabshistorikeren Charles Coulston Gillispie “kom inerti” ind i videnskaben som en fysisk konsekvens af Descartes “geometrizering af rumstof, kombineret med Guds uforanderlighed. “

Træghedsprincippet, der stammer fra Aristoteles for “bevægelser i et tomrum”, siger, at et objekt har tendens til at modstå en ændring i bevægelse. Ifølge Newton vil en genstand forblive i ro eller forblive i bevægelse (dvs. opretholde dens hastighed), medmindre den påvirkes af en ekstern nettokraft, uanset om den skyldes tyngdekraft, friktion, kontakt eller anden kraft. Den aristoteliske bevægelsesinddeling i verdslige og himmelske blev mere og mere problematisk i lyset af konklusionerne fra Nicolaus Copernicus i det 16. århundrede, der argumenterede for, at Jorden aldrig er i ro, men faktisk er i konstant bevægelse omkring Solen.I sin videreudvikling af den kopernikanske model anerkendte Galileo disse problemer med bevægelsens dengang accepterede natur og inkluderede i det mindste delvist som et resultat en omformulering af Aristoteles beskrivelse af bevægelse i et tomrum som et grundlæggende fysisk princip :

Et legeme, der bevæger sig på en plan overflade, fortsætter i samme retning med konstant hastighed, medmindre det forstyrres.

Galileo skriver, at” alle eksterne hindringer fjernet, et tungt legeme på en sfærisk overflade koncentrisk med jorden, vil bevare sig selv i den tilstand, hvor den har været; hvis den placeres i bevægelse mod vest (for eksempel), vil den bevare sig selv i den bevægelse. “Denne opfattelse, der kaldes” cirkulær inerti “eller” vandret cirkulær inerti “af videnskabshistorikere, er en forløber for, men adskiller sig fra, Newtons forestilling om retlinet inerti. For Galileo er en bevægelse “vandret”, hvis den ikke bærer den bevægelige krop mod eller væk fra jordens centrum, og for ham “ville et skib f.eks. En gang have fået noget drivkraft gennem det rolige hav. kontinuerligt rundt om på vores klode uden nogensinde at stoppe. “

Det er også værd at bemærke, at Galileo senere (i 1632) konkluderede, at på baggrund af denne indledende forudsætning for inerti er det umuligt at se forskellen mellem et bevægeligt objekt og en stationær uden nogen ekstern henvisning til at sammenligne den med. Denne observation blev i sidste ende grundlaget for Albert Einstein til at udvikle teorien om særlig relativitet.

Den første fysiker, der fuldstændigt slap væk fra den aristoteliske bevægelsesmodel, var Isaac Beeckman i 1614.

Begrebet inerti i Galileos skrifter ville senere blive raffineret, modificeret og kodificeret af Isaac Newton som den første af hans lov om bevægelse (første gang offentliggjort i Newtons arbejde, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, i 1687):

Enhver krop fortsætter i sin tilstand af hvile eller ensartet bevægelse i en højre linje, medmindre den er tvunget til at ændre denne tilstand af kræfter, der er imponeret derpå.

Siden den første offentliggørelse er Newtons bevægelseslove (og ved at inkludere denne første lov) kommet til at danne grundlaget for grenen af fysik kendt som klassisk mekanik.

Udtrykket “inerti” blev først introduceret af Johannes Kepler i hans Epitome Astronomiae Copernicanae (udgivet i tre dele s fra 1617–1621); men betydningen af Keplers udtryk (som han stammer fra det latinske ord for “ledighed” eller “dovenskab”) var ikke helt den samme som dets moderne fortolkning. Kepler definerede kun inerti med hensyn til modstand mod bevægelse, endnu en gang baseret på formodningen om, at hvile var en naturlig tilstand, der ikke behøvede forklaring. Først i Galileo og Newtons senere arbejde forenede hvile og bevægelse i et princip, at udtrykket “inerti” kunne anvendes på disse begreber, som det er i dag .

På trods af at han definerede begrebet så elegant i hans bevægelseslove, brugte selv Newton ikke rent faktisk udtrykket “inerti” til at henvise til sin første lov. Faktisk betragtede Newton oprindeligt det fænomen, han beskrev i sin første lov om bevægelse som forårsaget af “medfødte kræfter” iboende i materie, som modstod enhver acceleration. I betragtning af dette perspektiv og låntagning fra Kepler tilskrev Newton udtrykket “inerti” til at betyde “den medfødte kraft, som en genstand besidder modstår ændringer i mot ion “; Newton definerede således “inerti” til at betyde årsagen til fænomenet snarere end selve fænomenet. Newtons originale ideer om “medfødt modstandskraft” var dog i sidste ende problematiske af forskellige årsager, og derfor tænker de fleste fysikere ikke længere i disse termer. Da ingen alternativ mekanisme er blevet accepteret let, og det er nu generelt accepteret, at der måske ikke en, som vi kan kende, udtrykket “inerti” er kommet til at betyde simpelthen selve fænomenet snarere end nogen iboende mekanisme. I sidste ende er “inerti” i moderne klassisk fysik kommet til at være et navn for det samme fænomen beskrevet af Newtons første lov om bevægelse, og de to begreber anses nu for at være ækvivalente.

RelativityEdit

Albert Einsteins teori om særlig relativitet, som foreslået i hans 1905 papir med titlen “On the Electrodynamics of Moving Bodies” blev bygget på forståelsen af inertiale referencerammer udviklet af Galileo og Newton. Selvom denne revolutionerende teori ændrede betydningen af mange newtonske begreber som masse, energi og afstand markant, Einst Ein “s inerti begreb forblev uændret i forhold til Newtons oprindelige betydning. Dette resulterede imidlertid i en begrænsning, der er forbundet med særlig relativ relativitet: relativitetsprincippet kunne kun gælde for inertiale referencerammer.For at imødegå denne begrænsning udviklede Einstein sin generelle relativitetsteori (“Grundlaget for den generelle relativitetsteori”, 1916), som tilvejebragte en teori, der inkluderer ikke-inertielle (fremskyndede) referencerammer.