O QUE É A INÉRCIA

O problema da inércia talvez seja um dos mais antigos mistérios da física para ser desvendado.

Newton, tentou compreendê-lo através de uma experiência conhecida como "Balde de Newton", cujos detalhes e aspecto histórico estão muito bem descritos neste endereço.

Newton interpretou este problema julgando que a inércia estava vinculada a algum tipo de referencial inercial absoluto, e só conseguiu com isto severas críticas da comunidade científica em geral. A mais incisiva campanha contra ele foi a de Ernst Mach que defendia que a inércia era conseqüência da imposição da presença das estrelas. Em minha opinião Newton estava parcialmente correto, e o defeito do seu modelo era o aspecto desnecessariamente absoluto do referencial imaginado, bem diferente do defeito irreconciliável do princípio de Mach, que postula que ao eliminarmos as estrelas, a inércia dos objetos desaparece junto com elas. Imagine por conta disto, que um observador enclausurado num laboratório, mesmo assim, consegue apenas com informações locais detectar que as estrelas foram “roubadas”.

INÉRCIA é um efeito que confere massa aos objetos materiais e depende para isto, exclusivamente da intensidade do campo gravitacional e do grau de simetria existente entre a matéria respectiva e a forma como este campo ou curvatura espaço-tempo se acham distribuídos à sua volta.

A inércia surge da reação de oposição do campo gravitacional, à força que tenta dissociá-lo da matéria que o detém.

Quanto mais intenso é o campo gravitacional maior é a massa associada, e quanto mais assimétrico estiver este campo em relação à sua massa, mais acelerada ela “se sentirá”.

Em todo corpo (partícula puntiforme) dito em repouso o seu campo gravitacional se acha distribuído esfericamente e de forma simétrica à sua volta.

Em todo corpo (partícula puntiforme) acelerado o seu campo gravitacional se acha distribuído de forma assimétrica à sua volta, no mesmo sentido e (achatado) devido a ação da força que o acelera.

O campo gravitacional de qualquer objeto (partícula puntiforme) situado na superfície terrestre (ou de qualquer corpo massivo) é atraído pelo campo gravitacional da terra, e por isso descentralizado com relação à posição do tal objeto, que deverá ser sustentado pela força que denuncia a sua massa gravitacional.

Quando um corpo (partícula puntiforme) é acelerado artificialmente, o seu campo também fica descentralizado com relação à sua massa, da mesma forma que quando sob a ação de outro campo gravitacional, devido à ação da força que agora o impulsiona, e denuncia sua massa inercial.

O único referencial que justifica o surgimento da inércia de um corpo é portanto o seu próprio campo gravitacional, e é este motivo que faz com que massa inercial e massa gravitacional sejam sempre coincidentes.

Logo, do ponto de vista inercial, um observador enclausurado num laboratório experimenta apenas duas situações distintas:

A) Em repouso (sem peso), e por isso livre da ação de forças externas.

Nesta situação, o campo de gravidade de cada objeto do laboratório se acha distribuído esfericamente e de forma simétrica em volta da massa respectiva.

Mas para um observador externo que enxerga o interior do laboratório, este se enquadra em qualquer uma das seguintes situações:

A1) Em repouso.

A2) Em movimento Retilíneo Uniforme.

A3) Em movimento Orbital (que depende necessariamente da influência de outro campo gravitacional específico).

A4) Subindo ou caindo num campo gravitacional.

Obs: Na verdade, A1 A2 A3 e A4 são situações idênticas.

B) Acelerado (com peso), e por isso pressionado contra uma das paredes do laboratório. Nesta situação o campo de cada objeto do laboratório se acha distribuído de forma assimétrica com relação à posição da sua massa respectiva. Para o observador externo, o laboratório pode agora se enquadrar em qualquer uma das seguintes situações:

B1) Pousado na superfície da terra (ou qualquer corpo relativamente massivo).

B2) Acelerado por uma força não gravitacional.

B3) De rotação em volta do seu próprio eixo, ou em volta de um eixo externo distante que está preso neste laboratório por um cabo. Esta condição pode ainda estar conjugada às situações B1 ou B2. Aqui o observador interno sempre consegue medir e identificar que ao menos parte do seu peso se deve à referida rotação do laboratório. A experiência do ”Balde de Newton” se enquadra nesta situação que justifica assim a forma parabolóide da superfície da água da tal experiência, e também a necessidade que Newton tinha, de relacionar este fenômeno com algum agente externo ao balde.

Embora o campo gravitacional de cada partícula da água do balde passe ileso pelas suas paredes, isto não o caracteriza como um referencial inercial absoluto, não contrariando portanto o Princípio de Relatividade.

Considerações finais:

Onde foi utilizado o termo campo gravitacional pode-se escrever curvatura espaço tempo e vice-versa, pois o único campo diretamente proporcional à massa, é o gravitacional.

As situações B1 e B2 são compreendidas pelo princípio de equivalência.

Quando um garoto gira um objeto preso na extremidade de um cordão, ele se enquadra na situação B3, e mesmo que não existisse mais nenhum outro referencial inercial (como as estrelas, por exemplo), o objeto continuaria girando da mesma forma em volta dele.

O movimento circular do objeto em volta do garoto, é totalmente diferente do movimento circular de um satélite em sua órbita, do ponto de vista da aceleração à qual ambos podem estar submetidos.

A assimetria entre a matéria (partícula puntiforme) e o seu campo gravitacional durante um choque de duas partículas, justifica o processo de transferência da energia de movimento entre elas.

A assimetria do campo em volta da matéria pode ser compreendida fazendo-se analogia com uma mola plana, espiral, hipoteticamente sem massa e infinita que é tracionada em seu centro por uma força no sentido radial do seu plano. A região central dela, faz o papel daquilo que denominamos matéria, o efeito mola, aquilo que chamamos de campo gravitacional, e a geometria da mola, aquilo que definimos como curvatura espaço tempo.

A matéria tem garantida portanto a plenitude da sua inércia, mesmo se conseguíssemos por hipótese, eliminar o universo à sua volta.

O princípio que estabelece que os mecanismos da inércia de cada objeto material dependem apenas da sua curvatura espaço-tempo, sugere como conseqüência um sacrifício da matéria: que deixe o status de causa para se limitar ao papel de mero efeito.