Chapter 3 · Section 3Textbook pages 59–62

Inertia and Mass ജഡത്വം

Why do you fall backwards when a bus starts with a jerk, and forwards when it brakes? Why can a magician pull a tablecloth from under the plates? It is all one idea – inertia, the “laziness” of every object to change its state. Here you test it in five virtual labs and find out how inertia depends on mass.

📖 What you need (page 6 of this guide)

1. Inside a bus

നിശ്ചലമായിരുന്ന ഒരു ബസ്സ് പെട്ടെന്ന് മുന്നോട്ടെടുത്താൽ ബസ്സിൽ നിൽക്കുന്ന യാത്രക്കാർ പിന്നിലേക്ക് ആയുന്നത് കണ്ടിട്ടില്ലേ? – Haven't you seen standing passengers fall backwards when a bus at rest suddenly moves forward? Try it.

🚌 KSRTC bus lab

The passengers' feet move with the floor (friction), but nothing pushes the upper body at that instant – it carries on doing what it was doing. Model: the bus speeds up at 3 m/s² to 12 m/s (about 43 km/h) and brakes at 5 m/s².

Before the bus started, the passengers were at rest along with the bus. When the bus suddenly moves, their bodies tend to continue in the state of rest – so they fall backwards. This tendency is called inertia of rest.

Q. ചലിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന ബസ്സ് പെട്ടെന്ന് നിർത്തുമ്പോൾ ബസ്സിൽ നിൽക്കുന്ന യാത്രക്കാർ മുന്നോട്ട് ആയുന്നതിന് കാരണമെന്താണ്? – Why do standing passengers fall forward when a moving bus stops suddenly?

Their bodies were moving forward with the bus. When the bus (and their feet) suddenly stop, the upper body tends to continue moving forward – it has inertia of motion – so they fall forward. Why: no force acted on the upper body to stop it at that instant.
🔑 Two kinds of inertia (textbook page 59)

The textbook asks you to analyse both and write your own definition of inertia, then compare it with this one:

⭐ Inertia (textbook page 59)

ഒരു വസ്തുവിന് അതിന്റെ നിശ്ചലാവസ്ഥയിലോ ചലനാവസ്ഥയിലോ തുടരാനുള്ള പ്രവണതയാണ് ജഡത്വം (inertia).

Inertia is the tendency of an object to continue in its state of rest or of motion.

2. Activity – a bottle on a sheet of paper (Fig 3.6)

മേശപ്പുറത്ത് പേപ്പർ വയ്ക്കുക. അടിവശം പരന്ന ഒരു കുപ്പിയിൽ ജലം നിറച്ച് അടച്ചശേഷം പേപ്പറിനു മുകളിൽ വയ്ക്കുക. പേപ്പർ പെട്ടെന്ന് തിരശ്ചീനമായി വലിക്കുക. – Put a sheet of paper on a table and a flat-bottomed bottle filled with water (closed) on it. Pull the paper out sideways, quickly.

⚠ Real experiment: use a plastic bottle with its cap closed, not glass. Practise near the middle of the table so the bottle cannot fall off, and pull the paper horizontally (flat), not upwards.
🧪 Slow pull or quick jerk?
Pull (m/s²)Kind of pullTime the paper takes to slide out (s)Bottle moved (cm)

Model: friction between paper and bottle can give the bottle at most about 4 m/s² (static) and 2.9 m/s² once slipping. A gentle pull stays below that, so the bottle rides along with the paper. A sharp jerk pulls the paper out in a fraction of a second – too short a time for friction to get the heavy bottle moving much.

Textbook questions (page 60) കുപ്പിയ്ക്കെന്ത് സംഭവിച്ചു? കുപ്പിയുടെ ജഡത്വം ഏത് തരം? – What happened to the bottle? What kind of inertia does it show?

With a quick pull, the paper comes out and the bottle stays where it was (it moves only a centimetre or two). It shows inertia of rest: it was at rest and tends to stay at rest. (A slow pull lets friction drag the bottle along with the paper.)

3. Activity – a glass of water stopped suddenly (Fig 3.7 a)

ഡെസ്കിനു മുകളിൽ ജലം നിറച്ച ഒരു ഗ്ലാസ് വച്ച ശേഷം അതിനെ സാവധാനം നിരക്കി മുന്നോട്ട് നീക്കി ക്രമമായി വേഗം വർധിപ്പിച്ച ശേഷം പെട്ടെന്ന് നിശ്ചലമാക്കുക. – Slide a glass full of water along a desk, slowly increasing its speed, then stop it suddenly.

⚠ Real experiment: use a plastic tumbler, do it on a desk with no books or electrical things nearby, and keep a cloth ready – the water will spill.
🎬 Virtual lab: the glass of water

Textbook question (page 60) എന്താണ് നിരീക്ഷിച്ചത്? ജലത്തിന് ഏതു തരം ജഡത്വമാണുള്ളത്? – What did you observe? What kind of inertia does the water have?

When the glass stops suddenly, the water spills forward, in the direction the glass was moving. The water has inertia of motion: the hand stopped the glass, but nothing stopped the water at that instant, so it tended to keep moving forward.

4. Activity – carrom coins and a cup (Fig 3.7 b)

ക്യാരം കോയിനുകൾ ഒന്നിനു മുകളിൽ ഒന്നായി അടുക്കി വയ്ക്കുക. അവയ്ക്ക് മുകളിൽ ജലം നിറച്ച ഒരു പ്ലാസ്റ്റിക് കപ്പ് വയ്ക്കുക. നീളമുള്ള ഒരു സ്കെയിൽ ഉപയോഗിച്ച് ഏറ്റവും അടിയിൽ നിന്ന് ക്യാരം കോയിൻ ഒന്നൊന്നായി വളരെ വേഗത്തിൽ തട്ടിത്തെറിപ്പിക്കുക. – Stack carrom coins, put a plastic cup of water on top, and with a long ruler strike out the bottom coin one at a time, very fast.

⚠ Real experiment: use a plastic cup only half full, and aim the flicked coin at a wall or a cushion, never towards anyone's face.
🪙 Coin stack lab

Textbook question (page 60) കപ്പിന് ജഡത്വമുണ്ടോ? ഏത് തരം? – Does the cup have inertia? Which kind?

Yes – inertia of rest. The fast flick acts on the bottom coin for a tiny moment; the coins above and the cup tend to stay at rest, so they simply drop down by one coin's thickness. A slow push gives friction time to drag the whole stack along, and it topples.

5. Table 3.2 – rest or motion?

From your activities, sort each statement into the right column of Table 3.2 (പട്ടിക 3.2). The textbook gives the first two; the rest are for you – and the textbook asks you to add more examples of your own.

🗂️ Table 3.2 sorter
Inertia of rest (നിശ്ചലജഡത്വം)Inertia of motion (ചലനജഡത്വം)

6. Mass and inertia (Fig 3.8)

The thinking boy asks: ജഡത്വത്തിന് വസ്തുവിന്റെ മാസുമായി ബന്ധമുണ്ടോ? – Is inertia related to the mass of an object? Take two identical flat-bottomed plastic bottles; fill one with sand and leave the other empty. Stand both upright on a paper and pull the paper out very fast.

🧪 Sand bottle vs empty bottle

Model: the quick jerk of the paper (its edge catching, the sheet fluttering) gives each bottle roughly the same small sideways kick. The same kick changes the motion of a light object a lot and of a heavy object only a little (change in speed = kick ÷ mass). Each bottle is 25 g; it tips over if the kick changes its speed by more than about 0.25 m/s. Find the smallest amount of sand that keeps bottle B standing.

Textbook questions (page 61)

  1. ഏത് കുപ്പിയാണ് മറിഞ്ഞു വീഴാത്തത്? Which bottle did not fall over?
  2. ഏത് കുപ്പിക്കാണ് മാസ് കൂടുതൽ? Which bottle has more mass?
  3. ഏത് കുപ്പിയിലാണ് ജഡത്വം കൂടുതൽ അനുഭവപ്പെട്ടത്? Which bottle showed more inertia?
  4. എങ്കിൽ ഒരു വസ്തുവിന്റെ മാസും ജഡത്വവും തമ്മിലുള്ള ബന്ധമെന്ത്? So what is the relation between the mass of an object and its inertia?
1. The sand-filled bottle.
2. The sand-filled bottle.
3. The sand-filled bottle – it resisted the change in its state of rest.
4. Inertia increases with mass: the greater the mass, the greater the inertia (mass is a measure of inertia).

7. Questions from the textbook (pages 61–62)

Q1. ഒഴിഞ്ഞ ടാർ വീപ്പയാണോ അതോ ടാർ നിറച്ച വീപ്പയാണോ ജഡത്വം കൂടുതൽ? കാരണം വ്യക്തമാക്കുക. – Which has more inertia, an empty tar barrel or a barrel full of tar? Explain.

The barrel full of tar. Why: it has much more mass, and inertia increases with mass – it is much harder to start it rolling or to stop it once it rolls.

Q2. ആനയുടെ ആക്രമണത്തിൽ നിന്നും രക്ഷപ്പെടാൻ ആളുകൾ വളഞ്ഞു തിരിഞ്ഞ് ഓടുന്നതെന്തിനായിരിക്കും? – Why do people run in a zig-zag path to escape a charging elephant?

🐘 Zig-zag escape
An elephant has a huge mass, so its inertia of motion is huge: once charging in one direction, it cannot quickly change its direction. A person has a small mass and can turn sharply. At every sudden turn the elephant has to swing round in a wide curve, so it cannot follow the person's sharp changes of direction.

Q3. ചുവടെ കൊടുത്തിരിക്കുന്നവയിൽ ഏതിലൊക്കെയാണ് അസന്തുലിത ബലം അനുഭവപ്പെടുന്നത്? – In which of these does an unbalanced force act?
a) 20 m/s പ്രവേഗത്തിൽ സഞ്ചരിക്കുന്ന കാർ ഓടിക്കുന്നയാൾ ബ്രേക്ക് പ്രയോഗിക്കുന്നു. The driver of a car moving at 20 m/s applies the brakes.
b) ഒരു പുസ്തകം കൈയിൽ താങ്ങി നിർത്തിയിരിക്കുന്നു. A book is held still in the hand.
c) കൃത്രിമ ഉപഗ്രഹം സമവേഗത്തിൽ സഞ്ചരിക്കുന്നു. An artificial satellite moves with uniform speed.

a) Unbalanced – the car's velocity decreases; a change of motion needs an unbalanced force (the braking force).
b) Balanced – the Earth pulls the book down and the hand pushes it up equally; it stays at rest.
c) Unbalanced – its speed is uniform but its direction keeps changing as it goes round the Earth. Changing direction is a change of motion, so an unbalanced force acts: the Earth's gravity, pulling it towards the centre (Chapter 4). Common mistake: “uniform speed, so balanced” – wrong, because velocity includes direction.

Q4. ഒരു വസ്തുവിൽ 200 N ബലം ഒരു ദിശയിലും 250 N ബലം എതിർ ദിശയിലും നൽകിയാൽ – A force of 200 N acts on an object in one direction and 250 N in the opposite direction. (a) Find the resultant. (b) If the object moves, in which direction?

(a) Taking the 250 N direction as +: resultant = 250 + (−200) = 50 N. (b) In the direction of the 250 N force (the direction of the resultant). Full exam-layout solution with a figure: page 10.
🌴 Kerala connection

At temple festivals like Thrissur Pooram, mahouts keep a safe distance from a moving elephant – a 4-tonne animal cannot stop or turn quickly. On the road, a seat belt stops your body from flying forward when a car or KSRTC bus brakes hard: your inertia of motion would otherwise carry you into the windscreen at the speed the vehicle had. That is why travelling without a seat belt is dangerous – it is in Table 3.2!

🌐 Explore online needs internet · opens in a new tab

8. Check yourself

🧭 Summary

Next: Momentum and its rate of change ▶