Inersiya kuchi (shuningdek, inersial kuch deb ham ataladi) — mexanikada uch xil fizik kattalikka nisbatan qo‘llanadigan ko‘p ma’noli tushunchadir. Ulardan biri — «Dalamber inersiya kuchi» — inersial sanoq sistemalarida dinamika tenglamalarini soddaroq statika tenglamalari ko‘rinishida yozish imkonini berish uchun kiritiladi. Ikkinchisi — «Eyler inersiya kuchi» — jismlarning noinersial sanoq sistemalaridagi harakatini ko‘rib chiqishda qo‘llanadi. Nihoyat, uchinchisi — «Nyuton inersiya kuchi» — Nyutonning uchinchi qonuniga bog‘liq qarshi ta’sir kuchi.

Uchala kattalik vektor tabiatga ega bo‘lib, ularning o‘lchamligi kuch o‘lchamligiga mos keladi. Bundan tashqari, dastlabki ikki kattalik harakat tenglamalarida qo‘llanib, bu tenglamalarni shaklan Nyutonning ikkinchi qonuni tenglamasiga o‘xshash qilish imkonini beradi; ular, shuningdek, jismlarning massasiga mutanosibdir.

Rus tilidagi «inersiya kuchi» atamasi fransuzcha frans. force d'inertie iborasidan kelib chiqqan. Bu atama kuch o‘lchamligiga ega bo‘lgan uch xil vektor fizik kattalikni ifodalash uchun ishlatiladi:

• noinersial sanoq sistemalarida jismlar harakatini tasvirlashda kiritiladigan kattaliklar — «Eyler inersiya kuchlari»;
• Dalamber prinsipida qo‘llanadigan kattalik — «Dalamber inersiya kuchi»;
• Nyutonning uchinchi qonunidagi qarshi ta’sir kuchi — «Nyuton inersiya kuchi».

«Eyler», «Dalamber» va «Nyuton» degan aniqlovchilarni akademik A. Yu. Ishlinskiy taklif qilgan. Ular ilmiy adabiyotlarda ishlatiladi, ammo hali keng ommalashmagan. Quyida bayonni ixchamroq va ravshanroq qilish imkonini beruvchi shu atamashunoslikdan foydalaniladi.

Eyler inersiya kuchi umumiy holda kelib chiqishi turlicha bo‘lgan bir nechta tarkibiy qismdan iborat. Ularga ham maxsus nomlar («ko‘chirma», «Koriolis» va boshqalar) berilgan. Bu haqda quyidagi tegishli bo‘limda batafsil so‘z yuritiladi.

Boshqa tillarda inersiya kuchlariga berilgan nomlar ularning o‘ziga xos xususiyatlarini aniqroq ifodalaydi: nemis tilida nemis. Scheinkraft («xayoliy», «tuyuladigan», «ko‘rinadigan», «soxta», «fiktiv» kuch), ingliz tilida ingl. pseudo force («psevdokuch») yoki ingl. fictitious force («soxta kuch»). Ingliz tilida «Dalamber kuchi» (ingl. d’Alembert force) va «inersial kuch» (ingl. inertial force) atamalari ingliz tilida nisbatan kam qo‘llanadi. Rus tilidagi adabiyotlarda ham Eyler va Dalamber kuchlari «soxta», «tuyuladigan», «xayoliy» yoki «psevdokuchlar» deb tavsiflanadi.

Shu bilan birga, adabiyotlarda ba’zan inersiya kuchlarining realligi ta’kidlanib, bu atama mazmuni soxtalik tushunchasiga qarama-qarshi qo‘yiladi. Biroq mualliflar bu so‘zlarga turlicha ma’no beradi. Shu sababli inersiya kuchlarining real yoki soxta deb baholanishi ularning asosiy xususiyatlari turlicha tushunilishidan emas, balki tanlangan ta’riflardan kelib chiqadi. Ayrim mualliflar atamalarning bunday qo‘llanishini muvaffaqiyatsiz deb hisoblaydi va ta’lim jarayonida undan voz kechishni tavsiya qiladi.

Atamashunoslik borasidagi munozaralar hali tugamagan bo‘lsa-da, mavjud kelishmovchiliklar inersiya kuchlari ishtirok etadigan harakat tenglamalarining matematik ifodalanishiga ta’sir ko‘rsatmaydi hamda tenglamalardan amaliy foydalanishda tushunmovchilik tug‘dirmaydi.

Klassik mexanikada kuchlar va ularning xossalari haqidagi tasavvurlar Nyuton qonunlariga asoslanadi hamda «inersial sanoq sistemasi» tushunchasi bilan uzviy bog‘liq. Eyler va Dalamber inersiya kuchlari nomida kuch so‘zi borligiga qaramay, bu fizik kattaliklar mexanikada qabul qilingan ma’nodagi kuchlar emas.

Darhaqiqat, kuch deb ataladigan fizik kattalik Nyutonning ikkinchi qonuni orqali kiritiladi, bu qonunning o‘zi esa faqat inersial sanoq sistemalari uchun ifodalanadi. Binobarin, kuch tushunchasi ham aynan shunday sanoq sistemalari uchun aniqlangan.

Nyutonning ikkinchi qonuni tenglamasida moddiy nuqtaning tezlanishi ${\displaystyle \overrightarrow{a}}$ va massasi ${\displaystyle m}$ moddiy nuqtaga ta’sir etuvchi kuch ${\displaystyle \overrightarrow{F}}$ bilan bog‘lanadi; tenglama quyidagicha yoziladi:

${\displaystyle \overrightarrow{a}=\frac{\overrightarrow{F}}{m}.}$

Bu tenglamadan bevosita kelib chiqadiki, jismlarning tezlanishiga faqat kuchlar sabab bo‘ladi. Aksincha, jismga ta’sir etuvchi muvozanatlashmagan kuchlar albatta uning tezlanishiga olib keladi.

Nyutonning uchinchi qonuni ikkinchi qonunda kuchlar haqida aytilgan fikrlarni to‘ldiradi va rivojlantiradi.

Nyutonning barcha qonunlarini hisobga olish klassik mexanikada ko‘rib chiqiladigan kuchlarning quyidagi ajralmas xususiyatlari bor degan xulosaga olib keladi:

• kuch — boshqa jismlarning muayyan moddiy jismga ko‘rsatadigan mexanik ta’siri o‘lchovidir.

• Nyutonning uchinchi qonuniga ko‘ra, kuchlar faqat juft holda mavjud bo‘ladi va har bir juftdagi kuchlarning tabiati bir xil bo‘ladi.

• jismga ta’sir etuvchi har qanday kuchning manbai boshqa bir jismdir. Boshqacha aytganda, kuchlar albatta jismlarning o‘zaro ta’siri natijasidir.

Klassik mexanikada boshqa turdagi kuchlar kiritilmaydi va qo‘llanmaydi. O‘zaro ta’sirlashuvchi jismlarsiz, o‘z-o‘zidan paydo bo‘ladigan kuchlarning mavjudligi mexanikada mumkin deb hisoblanmaydi.

Ayrim mualliflar «inersiya kuchi» atamasini Nyutonning uchinchi qonunidagi qarshi ta’sir kuchini belgilash uchun qo‘llaydi. Bu tushunchani Nyuton o‘zining «Natural falsafaning matematik asoslari» asarida kiritgan: «Materiyaning tug‘ma kuchi — unga xos qarshilik ko‘rsatish qobiliyati bo‘lib, shu tufayli har qanday alohida jism, agar o‘z holiga qo‘yilsa, tinchlik yoki tekis to‘g‘ri chiziqli harakat holatini saqlab qoladi. Materiyaning inersiyasi sababli har qanday jismni tinchlik yoki harakat holatidan chiqarish qiyin bo‘ladi. Shuning uchun bu tug‘ma kuchni inersiya kuchi deb atash nihoyatda o‘rinli bo‘lar edi. Bu kuch jismda faqat unga qo‘yilgan boshqa bir kuch uning holatini o‘zgartirganida namoyon bo‘ladi. Ushbu kuchning namoyon bo‘lishini ikki xil — qarshilik sifatida ham, turtki sifatida ham ko‘rib chiqish mumkin». «Inersiya kuchi» atamasi esa, Eylerning so‘zlariga ko‘ra, bu ma’noda ilk bor Kepler tomonidan qo‘llangan (Ye. L. Nikolayga havola qilingan holda).

Tezlashtirilayotgan jism tomonidan uni tezlashtirayotgan jismga ko‘rsatiladigan ushbu qarshi ta’sir kuchini belgilash uchun ayrim mualliflar «Nyuton inersiya kuchi» atamasini taklif qiladi. Bu noinersial sanoq sistemalaridagi hisoblarda va Dalamber prinsipidan foydalanishda kiritiladigan soxta kuchlar bilan chalkashlikning oldini oladi.

Nyutonning mistik va ilohiyotga oid qarashlari izlari uning inersiya kuchini tavsiflashda ishlatgan «materiyaning tug‘ma kuchi», «qarshilik» atamalarida ham ko‘rinadi. Nyuton inersiya kuchini bunday tavsiflash hozirgi kundalik nutqda ham saqlanib qolgan bo‘lsa-da^[qayerda?], bunday yondashuv ma’qul emas, chunki u jismda harakatdagi o‘zgarishlarga qarshilik ko‘rsatish yoki iroda kuchi bilan harakat parametrlarini saqlab qolish qobiliyati bordek tasavvur uyg‘otadi. Maksvell ta’kidlaganidek, xuddi shu mantiq bilan qahva shirin bo‘lishga qarshilik ko‘rsatadi deyish mumkin: axir qahva o‘z-o‘zidan emas, balki unga shakar qo‘shilgandagina shirin bo‘ladi.

Harakat tenglamasi moddiy nuqta uchun inersial koordinatalar sistemasida (IKS) Nyutonning 2-qonuni tenglamasiga mos keladi;

${\displaystyle m{𝐚}_{\mathrm{𝟎}}=𝐅,}$

noinersial sanoq sistemasida (NSS) esa kuch o‘lchamligiga ega to‘rtta qo‘shimcha hadni oladi. Bu hadlar «inersiya kuchlari», ba’zan «Eyler kuchlari» deb ataladi:

${\displaystyle m𝐚=𝐅-m\frac{d𝐕}{dt}+m[𝐫\frac{d𝜴}{dt}]+2m[𝐯𝜴]+m[𝜴[𝐫𝜴]],}$

bu yerda:

• qalin shrift bilan vektor kattaliklar, kvadrat qavslar bilan esa vektor ko‘paytma;
• ${\displaystyle {𝐚}_{\mathrm{𝟎}}}$ — nuqtaning IKSdagi tezlanishi;
• ${\displaystyle m}$ — nuqtaning massasi;
• ${\displaystyle 𝐅}$ — nuqtaga ta’sir etuvchi kuch;
• ${\displaystyle 𝐕}$ — NSSning ilgarilanma harakat tezligi;
• ${\displaystyle t}$ — vaqt;
• ${\displaystyle 𝐯}$ — nuqtaning NSSdagi tezligi;
• ${\displaystyle 𝐫}$ — nuqtaning radius-vektori;
• ${\displaystyle 𝜴}$ — burchak tezlik aylanma harakat qilayotgan NSSga tegishli.

Yer yuzasidagi inersiya kuchi

Inersial sanoq sistemasida (Yerdan tashqaridagi kuzatuvchi uchun) Yer yuzasida joylashgan jism markazga intilma tezlanish ${\displaystyle a_c}$ oladi. Bu tezlanish miqdor jihatidan Yer yuzasi nuqtalarining Yerning sutkalik aylanishi tufayli yuzaga keladigan tezlanishiga teng. Nyutonning ikkinchi qonuniga muvofiq, bu tezlanishni jismga ta’sir qiluvchi markazga intilma kuch ${\displaystyle c}$ (yashil vektor) belgilaydi. Ushbu kuch Yer markaziga yo‘nalgan gravitatsion tortishish kuchi ${\displaystyle g_0}$ (qizil vektor) bilan tayanchning reaksiya kuchi ${\displaystyle b}$ (qora vektor) yig‘indisidan iborat. Demak, inersial sanoq sistemasi uchun ko‘rib chiqilayotgan jismga Nyutonning ikkinchi qonuni tenglamasi quyidagicha yoziladi: ${\displaystyle m{a}_c=c}$ yoki xuddi shu ma’noda ${\displaystyle m{a}_c=g_0+b}$.

Yer bilan birga aylanayotgan kuzatuvchiga nisbatan jism harakatsiz bo‘ladi, garchi unga oldingi holatdagi aynan bir xil kuchlar — gravitatsiya kuchi ${\displaystyle g_0}$ va tayanchning reaksiya kuchi ${\displaystyle b}$ ta’sir qilayotgan bo‘lsa ham. Bu yerda ziddiyat yo‘q, chunki aylanayotgan Yer noinersial sanoq sistemasi hisoblanadi va unda Nyutonning ikkinchi qonunini odatiy shaklda qo‘llash to‘g‘ri emas. Biroq noinersial sanoq sistemasida inersiya kuchlarini kiritish mumkin. Bu holatda yagona inersiya kuchi — markazdan qochma kuch ${\displaystyle a}$ (ko‘k vektor) bo‘lib, u jism massasi bilan uning inersial sanoq sistemasidagi tezlanishi ko‘paytmasining manfiy qiymatiga teng, ya’ni ${\displaystyle -m{a}_c}$. Ushbu kuch kiritilgach, yuqorida keltirilgan jism harakati tenglamasi quyidagi jism muvozanati tenglamasiga aylanadi: ${\displaystyle g_0+a+b=0}$.

Gravitatsiya kuchi ${\displaystyle g_0}$ va markazdan qochma inersiya kuchi ${\displaystyle a}$ yig‘indisi og‘irlik kuchi ${\displaystyle g}$ (sariq vektor) deb ataladi. Buni hisobga olsak, oxirgi tenglamani quyidagicha yozish mumkin: ${\displaystyle g+b=0}$. Bundan og‘irlik kuchi va tayanchning reaksiya kuchi bir-birini muvozanatlashtiradi, degan xulosa kelib chiqadi. Shuningdek, markazdan qochma kuchning nisbiy qiymati kichik ekanini ta’kidlaymiz: bu qiymat eng katta bo‘lgan ekvatorda uning og‘irlik kuchiga qo‘shgan hissasi ~0,3 % ni tashkil etadi. Shunga mos ravishda, ${\displaystyle g}$ va ${\displaystyle b}$ vektorlarining radial yo‘nalishdan og‘ishi ham kichikdir.

Dalamber prinsipida tabiatda aslida mavjud bo‘lmagan inersiya kuchlari kiritiladi. Ularni hech qanday fizik asbob yordamida o‘lchab bo‘lmaydi.

Bu kuchlar Lagranj ifodalagan Dalamber prinsipini qo‘llashga asoslangan sun’iy matematik usul uchun kiritiladi. Bunda inersiya kuchlarini kiritish orqali harakat haqidagi masala rasmiy ravishda muvozanat masalasiga keltiriladi.

• Ishlinskiy A. Yu. Klassik mexanika va inersiya kuchlari. — 2-nashr. — M.: URSS, 2018. — 320 b. — ISBN 978-5-9710-5075-9.
• Landau L. D., Lifshits Ye. M. § 39. Noinersial sanoq sistemasidagi harakat // Nazariy fizika (rus.). — M.: Nauka, 1988. — J. I. Mexanika. — B. 163—167. — 216 b. — ISBN 5-02-013850-9.
• Ponyatov A. Bu g‘alati inersiya kuchlari // Fan va hayot. — 2020. — № 10. — B. 22—31.
• Sedov L. I. Mexanikaning asosiy modellari haqida. M.: MDU, 1992. — 151 b. ISBN 5-211-01570-3 1-bob «Inersiya kuchlari haqida», 6-17-betlar.
• Sedov L. I. Mexanika va fizika asoslariga oid ocherklar. M.: Znaniye, 1983. — 64 b. «Inersiya kuchlari haqida» bo‘limi, 5-18-betlar.
• Xaykin S. E. Inersiya kuchlari va vaznsizlik. «Nauka» nashriyoti. Fizika-matematika adabiyotlari bosh tahririyati. M., 1967-y.