התמד

בפיזיקה, עקרון ההֶתְמֵד (התמדה או אִינֵרְצִיָּה), קובע כי כל גוף נוטה להישאר במצב בו הוא נמצא: אם במנוחה – ישאף להישאר במקומו, ואם בתנועה – ישאף לשמור על מהירותו (גודלה וכיוונה).

במילים אחרות, כאשר על גוף לא פועל כוח, מהירותו לא תשתנה. מצב זה, בו מהירות הגוף לא משתנה, מכונה התמדה. את העיקרון ניסח לראשונה גלילאו גליליי, כשערך את מחקרו על גופים ותנועותיהם. העקרון, כפי שנוסח על־ידי גליליי בניסוי מחשבתי, הוא:

”גוף הנע על משטח אופקי ללא הפרעה חיצונית ימשיך לנוע באותו כיוון ובמהירות קבועה.”

גליליי הסיק מכך כי לא ניתן להבחין נסיונית בין שתי מערכות ייחוס הנעות במהירות קבועה. עקרון זה נקרא עקרון היחסות של גליליי, והוא יסוד חשוב של המכניקה הקלאסית. עקרון ההתמדה של גליליי הפך מאוחר יותר להיות החוק הראשון בשלושת חוקי התנועה של ניוטון.

בניסוח מתמטי, אומרים כי כאשר שקול הכוחות על גוף שווה לאפס, הגוף ינוח או ינוע בתנועה קצובה, כלומר יהיה ללא תאוצה:

$\sum {\vec {F}}=0\ \Leftrightarrow \ {\vec {a}}={\frac {d{\vec {v}}}{dt}}=0\ ,\ {\vec {v}}={\text{const}}$

כדי לשנות את גודל או את כיוון מהירות הגוף (כלומר להעניק לו תאוצה), יש להפעיל עליו כוח.

תלות במערכת הייחוס

ערך מורחב – מערכת ייחוס

מהירות ומיקום הם גדלים יחסיים. כלומר: אין משמעות פיזיקלית למינוחים כמו מהירות אבסולוטית, או מיקום אבסולוטי. בפיזיקה ניתן לבצע חישובים לגבי מיקומים ומהירויות רק כאשר הם נקבעים יחסית לחפץ אחר במרחב. כשאנו בוחרים ביחס למה אנו מודדים גדלים אלה, אנו בוחרים מערכת ייחוס.

עקרון ההתמדה תלוי, אפוא, במערכת הייחוס שבה אנו בוחרים להתחשב, ואינו תקף בחלק ממערכות הייחוס האחרות ביקום. למשל, אם נשב במכונית מאיצה – ונמדוד את כל המהירויות והתאוצות יחסית למכונית – נגלה תופעות משונות. נראה למשל, כי עיפרון המונח על לוח המחוונים יתחיל להתגלגל לכיווננו (כלומר: יאיץ לכיווננו) ויפול על השטיח, על אף שלא פועל עליו כוח. נצטרך לקבוע כי גם חפצים שלא פועלים עליהם כוחות מאיצים, או שנצטרך "להמציא" כוחות שיסבירו תאוצות אלה (אלו נקראים כוחות מדומים).

קישורים חיצוניים

הערך באדיבות ויקיפדיה העברית, קרדיט,
רשימת התורמים
רישיון cc-by-sa 3.0