U fizici, inercija je otpor objekta na promjenu njegovog gibanja. To može uključivati promjenu brzine ili smjera, pokušaj pomicanja nepokretnog objekta ili pokušaj zaustavljanja objekta koji se već kreće. Ideja je povezana s prvim zakonom gibanja Isaaca Newtona, koji kaže da se gibanje objekta neće promijeniti ako na njega ne djeluje sila. Inercija ovisi o masi, jer što je objekt masivniji, to se više opire promjeni gibanja.
Ako je predmet nepomičan, neće se pomaknuti osim ako ga nešto ne gurne ili povuče. Slično, objekt koji se kreće nastavit će se kretati istom brzinom, pravocrtno i u istom smjeru, osim ako na njega utječe sila. Na Zemlji, lopta bačena vodoravno kroz zrak će, ako je prepuštena samoj sebi, usporiti i zakriviti se prema tlu. To je zato što ga sila gravitacije vuče prema Zemlji, a zrak ga pritišće, smanjujući njegovu brzinu. U svemiru, bez gravitacije ili otpora zraka, lopta bi se jednostavno nastavila kretati pravocrtno konstantnom brzinom.
Činjenica da je teže pomaknuti teški objekt nego laki pokazuje odnos između inercije i mase. Na Zemlji gravitacija komplicira problem, ali u svemiru su stvari jasnije. Ovdje su i masivni objekt — kao što je topovska loptica — i lagani objekt — poput teniske loptice — bez težine, ali je ipak potrebna mnogo veća sila da se pomakne topovska loptica nego teniska loptica. Slično, bilo bi potrebno više sile da se zaustavi ili promijeni smjer topovske kugle koja se kreće. Inercija se stoga može koristiti za mjerenje mase na način koji je neovisan o gravitaciji.
Primjeri inercije
Ljudi se svakodnevno susreću s inercijom. Na primjer, netko tko vozi automobil doživjet će silu koja je gurne natrag na sjedalo kada se automobil ubrzava; to je zbog otpora vozača kretanju automobila naprijed. Slično, kada automobil uspori, vozač se opet gura naprijed – u odnosu na automobil – zbog njezina otpora na promjenu kretanja. Zbog toga su sigurnosni pojasevi bitna sigurnosna značajka u automobilima. Ako bi se vozač morao iznenada slomiti, putnici bi se nastavili kretati naprijed originalnom brzinom, a bez sigurnosnih pojaseva koji bi ih sputali, mogli bi se ozbiljno ozlijediti.
Vlastita inercija automobila važna je točka za vozače. Objašnjava zašto vozila u pokretu imaju zaustavni put koji ovisi o brzini i masi vozila. Otpor automobila promjeni kretanja također objašnjava zašto će automobil iskliznuti iz kontrole ako vozač pokuša prebrzo skrenuti: vozilo će se nastaviti kretati u istom smjeru.
Rotacijska inercija
Ovo je sličan koncept, ali se odnosi na objekte koji se okreću. Opet, što objekt ima veću masu, teže ga je natjerati da se okreće i teže ga je zaustaviti da se okreće ako se već vrti. Količina otpora promjeni gibanja za rotirajući objekt poznata je kao njegov moment inercije, koji se obično daje simbolom I. Za točku na površini rotirajućeg objekta, I se izračunava kao masa pomnožena s kvadratom udaljenosti od osi rotacije. Proračuni za cijele objekte su složeniji.
Kada se objekt kreće pravocrtno, njegov zamah je njegova masa pomnožena s njegovom brzinom. Za objekt koji se vrti, ekvivalent je njegov kutni moment, koji je I pomnožen s njegovom brzinom rotacije. Kutni moment je uvijek očuvan, odnosno ostaje isti čak i ako se promijeni jedan od faktora koji doprinose. Promjena jednog faktora mora se nadoknaditi promjenom drugog tako da kutni moment ostane konstantan.
Dobar primjer je ogromno povećanje brzine rotacije kada se zvijezda pod gravitacijom sruši u neutronsku zvijezdu. Zvijezde se inače sporo rotiraju, ali kada se neutronska zvijezda formira, njen promjer se smanjuje na mali djelić svoje izvorne vrijednosti. To uvelike smanjuje moment inercije na površini zvijezde – budući da je udaljenost do osi rotacije sada mnogo manja – pa se njezina brzina rotacije mora jako povećati kako bi zadržala isti kutni moment. To je razlog zašto se neutronske zvijezde obično okreću s mnogo okretaja u sekundi.
Postanak inercije
Isaac Newton je, formulirajući svoje zakone gibanja, pretpostavio postojanje fiksnog, apsolutnog prostora prema kojemu se svako gibanje može mjeriti. Godine 1893., fizičar Ernst Mach je predložio da apsolutni prostor nema smisla i da se svaka promjena u kretanju objekta treba smatrati relativnom u odnosu na udaljene zvijezde. S Einsteinovim teorijama relativnosti ideja fiksnog prostora je doista odbačena, ali implicira da na inerciju obližnjeg objekta nekako utječu objekti udaljeni mnogo svjetlosnih godina. Štoviše, čini se da je učinak trenutan. Iznesene su brojne teorije — neke uključuju egzotične ideje kao što su utjecaji koji putuju unatrag u vremenu — ali od 2012. godine čini se da nema općeprihvaćenog objašnjenja za podrijetlo inercije.