Fizikā inerce ir objekta pretestība tā kustības izmaiņām. Tas var ietvert ātruma vai virziena maiņu, mēģinājumu pārvietot nekustīgu objektu vai mēģinājumu apturēt objektu, kas jau kustas. Ideja ir saistīta ar Īzaka Ņūtona pirmo kustības likumu, kas nosaka, ka objekta kustība nemainīsies, ja vien uz to neiedarbosies spēks. Inerce ir atkarīga no masas, jo jo masīvāks ir objekts, jo vairāk tas pretojas kustības izmaiņām.
Ja objekts nekustas, tas nepārvietosies, ja vien kaut kas tam nepiespiežas vai nevelk. Tāpat objekts, kas kustas, turpinās kustēties ar tādu pašu ātrumu, taisnā līnijā un tajā pašā virzienā, ja vien spēks to neietekmēs. Uz Zemes bumba, kas tiek izmesta horizontāli pa gaisu, palēnināsies un izlieksies pret zemi, ja tā tiks atstāta sev. Tas ir tāpēc, ka gravitācijas spēks velk to uz Zemi un gaiss spiež pret to, samazinot tās ātrumu. Kosmosā bez gravitācijas vai gaisa pretestības bumba vienkārši turpinātu kustību taisnā līnijā nemainīgā ātrumā.
Fakts, ka smagu priekšmetu ir grūtāk pārvietot nekā vieglu, parāda attiecības starp inerci un masu. Uz Zemes gravitācija sarežģī šo jautājumu, bet kosmosā lietas ir skaidrākas. Šeit gan masīvs objekts, piemēram, lielgabala lode, gan viegls objekts, piemēram, tenisa bumbiņa, ir bezsvara, taču, lai pārvietotu lielgabala lodi, tomēr ir vajadzīgs daudz lielāks spēks nekā tenisa bumbiņai. Tāpat būtu vajadzīgs lielāks spēks, lai apturētu kustīgu lielgabala lodi vai mainītu tās virzienu. Tāpēc inerci var izmantot, lai mērītu masu neatkarīgi no gravitācijas.
Inerces piemēri
Cilvēki ikdienā saskaras ar inerci. Piemēram, kāds, kas brauc ar automašīnu, piedzīvos spēku, kas viņu atspiež muguru pret sēdekli, kad automašīna palielinās; tas ir saistīts ar vadītāja pretestību automašīnas kustībai uz priekšu. Līdzīgi, kad automašīna palēnina ātrumu, vadītājs atkal tiek stumts uz priekšu — attiecībā pret automašīnu — viņas pretestības dēļ kustības izmaiņām. Tāpēc drošības jostas ir būtisks drošības elements automašīnās. Ja vadītājam nāktos pēkšņi salūzt, pasažieri turpinātu braukt uz priekšu sākotnējā ātrumā, un bez drošības jostām, kas viņus piesprādzētu, viņi varētu gūt nopietnas traumas.
Automašīnas inerce vadītājiem ir svarīgs apsvērums. Tas izskaidro, kāpēc braucošiem transportlīdzekļiem ir bremzēšanas ceļš, kas ir atkarīgs no transportlīdzekļa ātruma un masas. Automašīnas pretestība kustības izmaiņām izskaidro arī to, kāpēc automašīna izslīdēs nekontrolējami, ja vadītājs mēģina pagriezties pārāk ātri: transportlīdzeklis mēdz turpināt kustību tajā pašā virzienā.
Rotācijas inerce
Tas ir līdzīgs jēdziens, bet attiecas uz objektiem, kas griežas. Atkal, jo lielāka ir objekta masa, jo grūtāk ir likt tam griezties un jo grūtāk ir apturēt tā griešanos, ja tas jau to dara. Rotējoša objekta kustības izmaiņu pretestības lielums ir pazīstams kā tā inerces moments, ko parasti apzīmē ar simbolu I. Punktam uz rotējoša objekta virsmas I tiek aprēķināts kā masa, kas reizināta ar kvadrātu. attālums no rotācijas ass. Aprēķini veseliem objektiem ir sarežģītāki.
Kad objekts pārvietojas taisnā līnijā, tā impulss ir tā masa, kas reizināta ar ātrumu. Rotējošam objektam ekvivalents ir tā leņķiskais impulss, kas ir I reizināts ar tā griešanās ātrumu. Leņķiskais impulss vienmēr tiek saglabāts, tas ir, tas paliek nemainīgs pat tad, ja mainās kāds no veicinošajiem faktoriem. Viena faktora izmaiņas ir jākompensē ar izmaiņām citā, lai leņķiskais impulss paliktu nemainīgs.
Labs piemērs ir milzīgais griešanās ātruma pieaugums, kad zvaigzne gravitācijas ietekmē sabrūk par neitronu zvaigzni. Zvaigznes parasti griežas lēni, bet, kad veidojas neitronu zvaigzne, tās diametrs sarūk līdz nelielai daļai no sākotnējās vērtības. Tas ievērojami samazina inerces momentu pie zvaigznes virsmas, jo attālums līdz rotācijas asij tagad ir daudz mazāks, tāpēc tās griešanās ātrumam ir ievērojami jāpalielina, lai saglabātu to pašu leņķisko impulsu. Tāpēc neitronu zvaigznes parasti griežas ar daudziem apgriezieniem sekundē.
Inerces izcelsme
Īzaks Ņūtons, formulējot savus kustības likumus, pieņēma, ka pastāv fiksēta, absolūta telpa, pret kuru var izmērīt visu kustību. 1893. gadā fiziķis Ernsts Maks ierosināja, ka absolūtajai telpai nav jēgas un ka jebkuras objekta kustības izmaiņas ir jāuzskata par relatīvām tālajām zvaigznēm. Ar Einšteina relativitātes teorijām ideja par fiksētu telpu patiešām tika noraidīta, taču tas nozīmē, ka tuvumā esošā objekta inerci kaut kādā veidā ietekmē objekti, kas atrodas daudzu gaismas gadu attālumā. Turklāt šķiet, ka efekts ir tūlītējs. Ir izvirzītas vairākas teorijas, no kurām dažas ir saistītas ar eksotiskām idejām, piemēram, ietekmi, kas ceļo atpakaļ laikā, taču 2012. gadā šķiet, ka nav vispārpieņemta izskaidrojuma inerces izcelsmei.