2.4 - Inersia

Inersia dan Hukum Gerakan Newton Pertama

• Inersia ialah kecenderungan objek untuk mengekalkan keadaan pegun atau gerakan dalam garis lurus dengan halaju malar.
• Hukum Gerakan Newton Pertama: objek kekal pegun atau bergerak dengan halaju malar jika tiada daya luar bertindak ke atasnya.
• Apabila alas meja disentap dengan pantas, objek di atasnya cenderung kekal pegun. Duit syiling juga cenderung kekal pegun apabila kadbod nipis yang menyokongnya disentap secara mengufuk.

Jisim dan Neraca Inersia

• Jisim lebih besar mempunyai inersia lebih besar: bola boling lebih sukar digerakkan atau dihentikan berbanding bola sepak yang lebih ringan.
• Ayunan mengufuk neraca inersia tidak dipengaruhi oleh daya graviti; tempohnya bergantung pada jisim yang dilekatkan.
• Neraca inersia boleh menentukan jisim badan angkasawan daripada tempoh ayunannya di dalam kapal angkasa.

Eksperimen 2.2: Hubungan antara Inersia dengan Jisim

• Inferens: inersia bergantung pada jisim.
• Hipotesis: semakin besar jisim objek, semakin besar inersianya.
• Tujuan: mengenal pasti hubungan antara inersia dengan jisim.
• Pemboleh ubah dimanipulasikan: jisim plastisin, $m$.
• Pemboleh ubah bergerak balas: tempoh ayunan, $T$.
• Pemboleh ubah dimalarkan: jarak antara pengapit-G dengan plastisin.
• Radas: jam randik, pengapit-G, pembaris dan bilah gergaji.
• Bahan: plastisin berjisim 20.0, 30.0, 40.0, 50.0 dan 60.0 g.

1. Apit bilah gergaji pada kaki meja dan lekatkan plastisin 20.0 g pada hujung bebasnya. Kekalkan jarak pengapit ke plastisin pada 20 cm.
2. Sesarkan hujung bebas secara mengufuk dan lepaskan supaya berayun.
3. Catatkan masa $t_1$ bagi 10 ayunan lengkap.
4. Ulangi pengukuran masa untuk memperoleh $t_2$.
5. Ulangi dengan empat jisim lain sambil mengekalkan jarak pengapit ke plastisin.
6. Hitungkan masa purata dan tempoh; analisis graf $T^2$ melawan $m$:

• Rekod setiap jisim, dua bacaan masa, masa purata dan tempoh.
• Kesimpulan: inersia bertambah dengan jisim; ayunan mengufuk neraca bergantung pada jisim yang dilekatkan.

Kesan dalam Kehidupan Harian

Situasi	Penjelasan atau langkah perlindungan
Payung basah	Apabila putaran berhenti secara tiba-tiba, titisan air yang bergerak terus bergerak dan meninggalkan payung.
Penumpang bas	Gerakan mula secara tiba-tiba menyebabkan penumpang terhumban ke belakang kerana badan cenderung kekal pegun; pemberhentian mengejut menyebabkan mereka terhumban ke hadapan kerana cenderung terus bergerak.
Botol sos	Sos terus bergerak ke bawah dan keluar apabila botol yang bergerak ke bawah dihentikan secara tiba-tiba.
Lori tangki minyak	Bahagian tangki yang berasingan mengurangkan impak inersia petrol pada dinding tangki semasa pemberhentian mengejut.
Roller-coaster	Sistem keledar mengekalkan penumpang di tempat duduk apabila laju dan arah berubah secara mendadak.
Pengguna kereta	Tali pinggang keledar mengelakkan pengguna terhumban ke hadapan dan tercedera apabila kereta berhenti mengejut.