Một trong những nguyên tắc vật lý cơ bản về sự tương tác của các vật rắn là định luật quán tính, được đưa ra bởi Isaac Newton vĩ đại. Chúng ta bắt gặp khái niệm này gần như liên tục, vì nó có ảnh hưởng cực kỳ lớn đến tất cả các đối tượng vật chất của thế giới chúng ta, bao gồm cả con người. Đổi lại, một đại lượng vật lý như mômen quán tính có mối liên hệ chặt chẽ với định luật nêu trên, xác định cường độ và thời gian tác động của nó lên vật rắn.
Theo quan điểm của cơ học, bất kỳ đối tượng vật chất nào cũng có thể được mô tả như một hệ thống các điểm không thay đổi và có cấu trúc rõ ràng (lý tưởng hóa), các khoảng cách giữa chúng không thay đổi tùy thuộc vào bản chất chuyển động của chúng. Cách tiếp cận này giúp chúng ta có thể tính toán chính xác mômen quán tính của hầu hết tất cả các vật rắn bằng các công thức đặc biệt. Một sắc thái thú vị khác ở đây làthực tế là bất kỳ chuyển động phức tạp nào, có quỹ đạo phức tạp nhất, đều có thể được biểu diễn dưới dạng một tập hợp các chuyển động đơn giản trong không gian: quay và tịnh tiến. Điều này cũng làm cho cuộc sống của các nhà vật lý dễ dàng hơn nhiều khi tính toán đại lượng vật lý này.
Để hiểu mômen quán tính là gì và ảnh hưởng của nó đối với thế giới xung quanh chúng ta, đơn giản nhất là sử dụng ví dụ về sự thay đổi mạnh tốc độ của xe khách (phanh). Trong trường hợp này, chân của hành khách đang đứng sẽ bị ma sát với sàn kéo theo. Nhưng đồng thời, sẽ không có tác động nào tác động lên thân và đầu, do đó chúng sẽ tiếp tục chuyển động với cùng một tốc độ xác định trong một thời gian. Kết quả là hành khách sẽ nghiêng về phía trước hoặc ngã. Nói cách khác, mômen quán tính của chân, bị dập tắt bởi lực ma sát trên sàn, sẽ nhỏ hơn đáng kể so với các điểm còn lại của cơ thể. Hình ảnh ngược lại sẽ được quan sát khi tốc độ xe buýt hoặc xe điện tăng mạnh.
Mômen quán tính có thể được lập thành một đại lượng vật lý bằng tổng tích các khối lượng cơ bản (các điểm riêng lẻ của vật rắn) và bình phương khoảng cách của chúng từ trục quay. Từ định nghĩa này, đặc tính này là một đại lượng phụ gia. Nói một cách đơn giản, mômen quán tính của một vật chất bằng tổng các chỉ số tương tự của các bộ phận của nó: J=J1+ J2+ J3+ …
Chỉ số này cho các phần của hình học phức tạp được tìm thấy bằng thực nghiệm. tài khoản choTính đến quá nhiều thông số vật lý khác nhau, bao gồm cả khối lượng riêng của một vật thể, có thể không đồng nhất ở các điểm khác nhau, điều này tạo ra cái gọi là sự khác biệt về khối lượng trong các phân đoạn khác nhau của cơ thể. Theo đó, các công thức tiêu chuẩn không phù hợp ở đây. Ví dụ, mômen quán tính của một vòng có bán kính nhất định và mật độ đều, có trục quay đi qua tâm của nó, có thể được tính theo công thức sau: J=mR2. Nhưng theo cách này, sẽ không thể tính toán giá trị này cho một vòng, tất cả các bộ phận của chúng được làm bằng các vật liệu khác nhau.
Và mômen quán tính của một quả cầu có cấu tạo rắn và đồng chất có thể được tính theo công thức: J=2 / 5mR2. Khi tính toán chỉ số này cho các vật thể liên quan đến hai trục quay song song, một tham số bổ sung được đưa vào công thức - khoảng cách giữa các trục, được ký hiệu bằng chữ a. Trục quay thứ hai được ký hiệu bằng chữ L. Ví dụ, công thức có thể giống như sau: J=L + ma2.
Các thí nghiệm cẩn thận về nghiên cứu chuyển động quán tính của các vật thể và bản chất tương tác của chúng lần đầu tiên được Galileo Galilei thực hiện vào đầu thế kỷ XVI và XVII. Họ cho phép nhà khoa học vĩ đại, người đi trước thời đại, thiết lập quy luật cơ bản về việc bảo toàn các vật thể ở trạng thái nghỉ hoặc chuyển động thẳng trục so với Trái đất trong trường hợp không có các vật thể khác tác động lên chúng. Định luật quán tính đã trở thành bước đầu tiên thiết lập các nguyên lý vật lý cơ bản của cơ học, mà ở thời điểm đó vẫn còn hoàn toàn mơ hồ, không rõ ràng và ít người biết đến. Sau đó, Newton, xây dựng các định luật chung của chuyển độngcác cơ quan, bao gồm trong số đó là luật quán tính.
