En este artículo encontrarás la explicación del concepto de inercia en física y sus características. Hallarás los distintos tipos de inercia que hay junto con varios ejemplos. Finalmente, también te mostramos varios conceptos relacionados para entender mejor su significado.
Índice
¿Qué es la inercia en física?
En física, la inercia es la propiedad que poseen los cuerpos de permanecer en su estado de movimiento o reposo. Es decir, la inercia es la resistencia que hacen los cuerpos cuando se intenta cambiar su estado de movimiento, ya sea su velocidad o su dirección.
Por lo tanto, cuanta más inercia tiene un cuerpo o sistema, más difícil es modificar su estado de movimiento o reposo. Lo que significa que se debe aplicar una fuerza mayor para cambiar dicho estado de movimiento.
Por ejemplo, un cuerpo que se mueva con un movimiento rectilíneo uniforme (velocidad constante) será más complicado alterar su velocidad cuanta más inercia tenga dicho cuerpo. Por lo contrario, será relativamente fácil cambiar su velocidad ejerciendo una fuerza externa si tiene poca inercia.
Tipos de inercia
En física, la inercia se puede clasificar en diferentes tipos:
- Inercia térmica: es la dificultad de un cuerpo o sistema para modificar su temperatura, este tipo de inercia depende de la capacidad calorífica del cuerpo o sistema. De manera que será difícil calentar o enfriar un cuerpo con alta inercia térmica.
- Inercia mecánica: consiste en la dificultad de un cuerpo o sistema de modificar su estado de movimiento o reposo, varia en función de la masa del cuerpo o sistema y de cómo está distribuida. La inercia mecánica se puede dividir en cuatro subtipos:
- Inercia estática: es la inercia que tienen los cuerpos que están en reposo.
- Inercia dinámica: es la inercia que presentan los cuerpos en movimiento.
- Inercia traslacional: es la inercia que aparece en cuerpos que se desplazan.
- Inercia rotacional: es la inercia que poseen los cuerpos que están rotando, es decir, que giran sobre sí mismos.
Ejemplos de inercia
Después de ver la definición de inercia en física, vamos a ver varios ejemplos para entender mejor el concepto.
- Por ejemplo, la fuerza que debemos aplicar sobre un cuerpo para moverlo depende de su inercia. Cuanto mayor sea su peso, más inercia tendrá y por tanto más difícil será desplazarlo. En cambio, resulta fácil mover un objeto ligero.
- Otro ejemplo de los efectos de la inercia es cuando un coche frena. Si el coche lleva mucha velocidad su inercia será mayor y, en consecuencia, se deberá ejercer una fuerza mayor para frenarlo.
- Por último, cuando intentamos empujar un niño en un columpio, resulta más difícil hacerlo si el niño pesa mucho porque tiene más inercia. Este caso sería un ejemplo de inercia rotacional ya que el columpio rota sobre el eje del columpio.
Principio de inercia
El principio de inercia, también llamado primera ley de Newton, establece lo siguiente:
Un cuerpo permanece en reposo o velocidad constante si no actúa ninguna fuerza exterior sobre él. De manera que se debe ejercer una fuerza sobre un cuerpo para que cambie su estado de movimiento o reposo.
Un ejemplo claro del principio de inercia es cualquier objeto que esté en reposo sobre el suelo, ya que el objeto no se moverá hasta que no actúe una fuerza sobre él.
Tal y como indica su nombre, esta ley fue formulada por primera vez por el físico Isaac Newton, quien estableció las bases de la mecánica clásica.
Fuerzas de inercia
Las fuerzas de inercia son fuerzas ficticias que aparecen cuando en física estudiamos un objeto sobre un sistema de referencia no inercial, es decir, sobre un sistema de referencia que cambia el módulo o la dirección de su velocidad.
Dicho de otra forma, son un tipo de fuerzas que «se inventan» para que se cumplan las leyes de la física, en particular la ecuación que debe cumplir todo tipo de sistema:
Lógicamente, las fuerzas de inercia solo deben tenerse en cuenta en los sistemas de referencia no inerciales, tales como una plataforma giratoria. Si por ejemplo utilizamos el suelo como sistema de referencia (sistema de referencia típico) no es necesario incluir este tipo de fuerzas.
Momento de inercia
El momento de inercia es una manera de medir la inercia rotacional de un cuerpo o sistema. De manera que el momento de inercia indica la distribución de masa de un cuerpo o sistema respecto a un eje de giro.
Por lo tanto, el momento de inercia depende de la geometría del cuerpo o sistema y de la posición del eje de giro.
La fórmula para calcular el momento de inercia de un sistema es la siguiente:
Donde mi es la masa de cada partícula del sistema, y ri es la distancia mínima entre cada partícula y el eje de giro.
Las unidades del momento de inercia son kg·m2.
