Imaginez une pierre de curling de 10 kg sur une surface de glace plate sur Terre. Si nous appliquons 10N de force horizontale, la pierre accélérera à environ 1 mètre par seconde par seconde. Sur Terre, une pierre de 10 kg pèse environ 98 N.

Imaginez maintenant la même pierre de 10 kg sur une surface de glace plate sur la Lune. Si nous appliquons 10N de force horizontale dans ce scénario, la pierre accélérera toujours à environ 1 mètre par seconde par seconde. Sur la Lune, une pierre de 10 kg pèse environ 16 N.

Comme vous pouvez le voir, l'inertie de la pierre est la même dans les deux cas, mais le poids de la pierre est très différent. Cela montre que c'est la masse, et non le poids, qui est l'unité d'inertie appropriée.

(Il y a deux raisons pour lesquelles votre intuition vous dit qu'une gravité plus lourde rendra plus difficile le déplacement d'un poids; l'une est que lorsque vous portez un objet, vous devez le soulever contre la force de gravité, et l'autre est que lorsque vous poussez un objet, plus il est lourd, plus la force de frottement doit être surmontée. Mais dans les deux cas, c'est parce qu'il y a d'autres forces impliquées, pas à cause de l'inertie. mouvement sur une surface avec très peu de frottement, donc pour une bonne approximation, aucune autre force n'est impliquée.)

Les physiciens distinguent la masse gravitationnelle de la masse inertielle.En pratique, nous constatons que la masse gravitationnelle est égale à la masse inertielle, mais la distinction est importante car conceptuellement, elles ne doivent pas être les mêmes.

Une mesure de poids est, en fait, une mesure de masse gravitationnelle.C'est-à-dire la quantité de force gravitationnelle agissant sur un corps à la suite d'un champ gravitationnel.

Une mesure de masse inertielle signifierait une mesure de l'accélération résultant d'une force connue.

Bien que ces concepts soient distincts, il n'est pas clair pour moi que nous puissions avoir une théorie de la gravité cohérente avec l'observation dans laquelle la masse gravitationnelle n'est pas égale à la masse inertielle.

Cela signifie-t-il que le poids est une mesure de l'inertie plutôt que de la masse étant l'unité pour mesurer l'inertie.

Non. L'inertie est la résistance au changement de vitesse (accélération, $ a $ ). De la deuxième loi de Newton

$$ a = \ frac {F_ {net}} {m} $$

où $ F_ {net} $ est la force nette agissant sur la masse $ m $ ..

Il est vrai qu'une masse $ m $ sera plus difficile à accélérer vers le haut par opposition à la direction de la force de gravité sur une planète plus massive pour obtenir la même accélération, mais c'est parce qu'une plus grande force ascendante doit être appliquée pour obtenir la même force nette et donc la même accélération.

L'inertie de la masse $ m $ sur toutes les planètes est la même car la même force nette est nécessaire pour produire la même accélération sur toutes les planètes, ou n'importe où dans l'espace d'ailleurs.

J'espère que cela vous aidera.

Je me souviens avoir lu l'un des livres d'Arthur Clarke il y a des années où il soulignait l'idée fausse selon laquelle des objets massifs (qui seraient lourds sur Terre) seraient faciles à déplacer dans l'apesanteur de l'espace.Ils ont encore de la masse et donc de l'inertie.

nous pouvons facilement remarquer qu'un corps sera plus facile à déplacer qu'un autre

C'est l'erreur de votre raisonnement.L'objet de faible gravité ne sera plus facile à déplacer que dans deux situations:

• Déplacement contre le potentiel gravitationnel (par exemple en le soulevant)
• Le déplacer contre un frottement proportionnel à la force gravitationnelle (par exemple, le faire glisser sur la surface de la planète)

L'équation de base pour l'inertie est $ F = ma $ .Comme les masses sont égales, la même accélération exigera toujours la même force nette.Si vous minimisez les deux forces qui travaillent contre vous ci-dessus (par exemple, faites rouler une boule de glace horizontalement sur un lac gelé), alors les deux objets seront exactement aussi faciles à déplacer l'un que l'autre.

Dans le prolongement de la réponse d'Harry Johnston, si vous aviez un joli caillou rond assez gros pesant 1 kg et que vous le teniez par la main debout sur Terre, il exercerait une force de 9,8 N et vous sentiriez à peu près comme un sac de fleurs quotidien.Si vous jetiez cette pierre, vous dépenseriez des efforts et sentiriez une force contre votre paume pendant que vous accéléreriez la pierre.

Si vous voliez ensuite vers la lune et teniez ce caillou dans votre main, vous auriez l'impression de ne tenir qu'environ 1/6 d'un sac de fleur.Cependant, si vous le jetiez exactement de la même manière qu'avant sur Terre, vous ressentiriez la même force contre votre paume parce que vos muscles exerceraient la même force contre la même masse.

Bien sûr, la pierre voyagerait plus loin sur la lune, car elle est accélérée plus lentement vers le sol.

Un aspect intéressant est que lorsque vous accélérez un corps contre un champ gravitationnel, par exemple en démarrant une fusée, vous accélérez également les corps gravitationnels! ¹ Pas étonnant que ce soit difficile - vous traînez la Terre derrière vous! ;-)

_{¹ Le scénario de la «fusée de départ» est un peu compliqué à examiner de plus près car une fraction substantielle, en fait dominante, de sa masse (le carburant et l'oxygène) est en fait accélérée vers le sol; le mouvement du centre de la fusée de la masse globale d'origine (y compris le carburant et l'oxygène) est en fait vers la Terre lors d'un démarrage. De plus, l'échappement touche le sol pendant la phase initiale et crée une force sur la Terre qui est proche du poids de la fusée. Afin d'éviter toutes ces complications de la vie réelle, il serait préférable d'imaginer une attache infiniment longue et sans masse qui soulève un objet du sol. Veuillez ne pas demander à quoi il est suspendu. Le deuxième meilleur scénario est un satellite accélérateur avec un photon ou au moins ionique, impliquant beaucoup moins de masse de réaction.}

Vous pouvez attribuer des propriétés à des choses par exemple couleur, odeur, nom, etc. Une de ces propriétés est le rapport de la force nette d'applied $ \ vec F $ à l'accélération induite $ \ vec a $ . Comme d'autres propriétés, vous ne vous attendez pas à ce que le rapport soit indépendant de presque tout: cela pourrait dépendre du matériau, du lieu de l'expérience, de l'environnement, de la température qui sait? Qu'entend-on même par le rapport de deux vecteurs - ce n'est peut-être même pas un scalaire.

Il s'avère que le rapport est remarquablement indépendant des autres propriétés de l'objet pour lesquelles il est calculé. Cela ne dépend pas du type d'élément dont l'objet est composé *, ni de sa température ** ni de l'emplacement de l'objet. De plus, il existe des cadres de référence dans lesquels il est complètement caractérisé par un numéro scalaire unique correspondant pour chaque objet.

Cette propriété est appelée masse.

Les êtres humains ont développé un sens de la mesure de masse sous forme d'inertie. Vous poussez et voyez si quelque chose bouge. Plus la poussée est dure, plus l'inertie est importante. Le rapport discuté ci-dessus mesure précisément cela: quantité de poussée par mouvement d'unité. L'inertie est donc proportionnelle à la masse.

Le point à noter ici est qu'il faut pousser pour avoir un sentiment d'inertie. Les gens peuvent pousser des choses sur toutes sortes de choses: pousser une charrette dans un pré, pousser une voiture sur une autoroute, se pousser sur une patinoire, se pousser sur du papier de verre sec. Il s'avère qu'il existe une inertie différente des choses en fonction de la surface. La masse est-elle donc différente?

"Non, non", dit l'expérimentateur. Nous attribuons la variation à des circonstances étrangères et nous qualifions cela de friction. C'est la surface à blâmer, pas l'objet.

Vous voyez, le sentiment d'inertie que l'on a n'est pas aussi contrôlé d'une propriété scientifique que la masse. Si l'on mesure le ratio, loin, loin de tout et de tout (ne demandez pas comment), on trouverait que c'est juste un scalaire $ m $ .

Il est donc facile de penser, comme vous le dites, que évidemment les choses seraient plus difficiles à déplacer sur une planète avec une gravité plus forte. C'est ce que dirait l'intuition, développée sur une planète avec une seule gravité.

Mais vous auriez tort. Vous voyez, ce n'est pas encore la masse qui rend les choses difficiles ici. Votre sens de l'inertie est désactivé car dans l'image mentale que vous avez, la gravité agit de manière invisible pour vous rendre la vie plus difficile.

Dire que déplacer un bloc est plus difficile avec une gravité plus forte et so qu'il a plus d'inertie, c'est comme dire qu'une voiture coincée dans du béton séché est heavier . Ouais, c'est plus difficile à pousser, mais c'est toujours le même lourd - la même masse. Il est simplement maintenu en place très fortement. Vous ne dites pas qu'il est plus lourd ou qu'il a plus d'inertie: vous dites simplement qu'il est maintenu fermement.

... Après avoir poussé un bloc dans un champ gravitationnel plus fort, vous seriez probablement (très) fatigué. Alors tu étends le bloc et tu t'endors. Et puis vous essayez de le soulever le matin.

Les êtres humains ont développé un sentiment d'inertie lorsque des choses qui ont été déposées sont récupérées. Nous l'appelons poids. Puisque soulever, c'est comme tirer (pousser) - juste dans une autre direction, le poids nous semble être de l'inertie. Si quelque chose pèse plus, il a certainement plus d'inertie et donc plus de masse, c'est ce que nous ressentons.

Et c'est la racine de toute confusion.

Vous voyez, contrairement à la masse qui a la propriété remarquable qu'elle est indépendante de la quantité ^ de la force appliquée, le poids ne l'est pas.

En fait, on peut rendre le poids nul.En soulevant de telles choses, on n'aurait pas besoin d'appliquer de force du tout.Pour les pousser (accélérer) cependant, on le ferait.Donc, l'inertie existerait même sans le poids.Associer l'inertie à la masse a donc plus de sens que le poids.

Hélas la plupart des terriens sont liés à la terre, où ils ne peuvent pas vraiment changer leur poids sans faire varier leur masse, donc intuitivement ils seraient toujours les mêmes pour nous et associer l'inertie à l'un ou l'autre ne ferait aucun mal.Les astronautes ne seraient pas d'accord.

En bref, les choses sont plus difficiles à faire avec une gravité plus forte parce qu'elles pèsent plus pas parce qu'elles ont plus d'inertie.

* Dans le sens où vous pouvez avoir la même masse à composer à partir de n'importe quel élément.Changer les éléments changera bien sûr la masse.

** non relativiste

^ Encore plus remarquablement, cela ne dépend pas de la nature de la force appliquée.

En un mot: le poids est l'application de la gravité sur la masse.

En l'absence de gravité (ou dans des conditions de micro-gravité), les objets ont encore de l'inertie.

L'inertie ne peut pas dépendre de la gravité.