Inercia
La inercia es la tendencia de un objeto a resistirse a cualquier cambio en su movimiento, permaneciendo en reposo o moviéndose a velocidad constante.
Definition
La inercia es la resistencia de un objeto a cambiar su movimiento: las cosas quietas quieren seguir quietas, y las cosas en movimiento quieren seguir moviéndose. Con más precisión, es la tendencia de un objeto a resistirse a los cambios en su estado de movimiento, ya sea ese estado el reposo o la velocidad constante, y la cantidad de inercia depende solo de la masa, por eso la primera ley de Newton suele llamarse la ley de la inercia. Cuantitativamente, la inercia se mide mediante la masa inercial, la constante $m$ en $\vec{F} = m\vec{a}$ que establece cuánta aceleración produce una fuerza dada. Los experimentos muestran que la masa inercial es igual a la masa gravitacional con una precisión extraordinaria, una equivalencia que Einstein convirtió en un principio fundacional de la relatividad general. Para la rotación, la cantidad análoga es el momento de inercia $I = \sum m_i r_i^2$, que depende de cómo está distribuida la masa alrededor del eje.
Example
Cuando un autobús empieza a moverse, sientes que te empujan hacia atrás en tu asiento porque tu cuerpo quería quedarse quieto mientras el autobús empezaba a moverse. Dar un golpecito a una bola de boliche de $2\ \text{kg}$ y a una pelota de tenis de $0.1\ \text{kg}$ con la misma fuerza de $1\ \text{N}$ le da a la pelota de tenis $10\ \text{m/s}^2$ pero a la bola de boliche solo $0.5\ \text{m/s}^2$, porque la mayor inercia de la bola de boliche resiste más el cambio. En mayor escala, un auto de $1{,}500\ \text{kg}$ y un camión de $15{,}000\ \text{kg}$ que reciben cada uno una fuerza neta de $3{,}000\ \text{N}$ aceleran a $2\ \text{m/s}^2$ y $0.2\ \text{m/s}^2$ respectivamente; la razón de las aceleraciones es la razón inversa de sus masas inerciales.
Key Insight
La inercia no es una fuerza. Es una propiedad que tiene todo objeto simplemente por tener masa, y no empuja ni jala nada. Funciona también en el espacio: un astronauta que empuja un satélite de $500\ \text{kg}$ lo encuentra igual de difícil de poner en movimiento que en la Tierra, aunque no tenga peso, porque la inercia depende de la masa, no del peso. Ese hecho permite pesar cosas donde la gravedad no sirve de nada. Los astronautas en la estación espacial miden la masa corporal oscilando en un dispositivo de resorte y cronometrando el periodo, que depende únicamente de la masa inercial.