Jedną z podstawowych fizycznych zasad oddziaływania ciał stałych jest prawo bezwładności, sformułowane przez wielkiego Izaaka Newtona. Z tym pojęciem stykamy się niemal nieustannie, gdyż ma on niezwykle duży wpływ na wszystkie materialne obiekty naszego świata, w tym na człowieka. Z kolei taka wielkość fizyczna jak moment bezwładności jest nierozerwalnie związana z wyżej wymienionym prawem, określającym siłę i czas jego oddziaływania na ciała stałe.
Z punktu widzenia mechaniki każdy obiekt materialny można opisać jako niezmienny i wyraźnie ustrukturyzowany (idealizowany) układ punktów, których wzajemne odległości nie zmieniają się w zależności od charakteru ich ruchu. Takie podejście umożliwia dokładne obliczenie momentu bezwładności prawie wszystkich ciał stałych za pomocą specjalnych wzorów. Innym interesującym niuansem jest tutajfakt, że każdy ruch złożony, mający najbardziej skomplikowaną trajektorię, można przedstawić jako zbiór prostych ruchów w przestrzeni: rotacyjnych i translacyjnych. Ułatwia to również życie fizykom przy obliczaniu tej wielkości fizycznej.
Aby zrozumieć czym jest moment bezwładności i jaki ma on wpływ na otaczający nas świat, najłatwiej jest posłużyć się przykładem gwałtownej zmiany prędkości pojazdu osobowego (hamowanie). W takim przypadku nogi stojącego pasażera będą ciągnięte przez tarcie o podłogę. Ale jednocześnie nie będzie wywierany żaden wpływ na tułów i głowę, w wyniku czego będą one przez jakiś czas poruszać się z tą samą określoną prędkością. W rezultacie pasażer pochyli się do przodu lub upadnie. Innymi słowy, moment bezwładności nóg, wygaszany siłą tarcia o podłogę, będzie znacznie mniejszy niż w pozostałych punktach ciała. Odwrotny obraz będzie obserwowany z gwałtownym wzrostem prędkości wagonu autobusowego lub tramwajowego.
Moment bezwładności można sformułować jako wielkość fizyczną równą sumie iloczynów mas elementarnych (tych poszczególnych punktów ciała stałego) i kwadratu ich odległości od osi obrotu. Z tej definicji wynika, że ta cecha jest ilością addytywną. Mówiąc najprościej, moment bezwładności ciała materialnego jest równy sumie podobnych wskaźników jego części: J=J1 + J2 + J 3 + …
Ten wskaźnik dla ciał o złożonej geometrii został znaleziony eksperymentalnie. konto dlauwzględniają zbyt wiele różnych parametrów fizycznych, w tym gęstość obiektu, który może być niejednorodny w różnych punktach, co powoduje tzw. różnicę mas w różnych segmentach ciała. W związku z tym standardowe formuły nie są tutaj odpowiednie. Na przykład moment bezwładności pierścienia o określonym promieniu i równomiernej gęstości, którego oś obrotu przechodzi przez jego środek, można obliczyć za pomocą następującego wzoru: J=mR2. Ale w ten sposób nie będzie możliwe obliczenie tej wartości dla obręczy, której wszystkie części są wykonane z różnych materiałów.
Moment bezwładności kuli o stałej i jednorodnej strukturze można obliczyć ze wzoru: J=2/5mR2. Przy obliczaniu tego wskaźnika dla ciał względem dwóch równoległych osi obrotu do wzoru wprowadza się dodatkowy parametr - odległość między osiami, oznaczoną literą a. Druga oś obrotu jest oznaczona literą L. Na przykład wzór może wyglądać tak: J=L + ma2.
Staranne eksperymenty dotyczące badania ruchu bezwładności ciał i charakteru ich interakcji po raz pierwszy przeprowadził na przełomie XVI i XVII wieku Galileo Galilei. Pozwoliły one wielkiemu naukowcowi, wyprzedzającemu swoje czasy, ustanowić podstawowe prawo zachowania przez ciała fizyczne stanu spoczynku lub ruchu prostoliniowego względem Ziemi w przypadku braku innych ciał działających na nie. Prawo bezwładności stało się pierwszym krokiem do ustalenia podstawowych fizycznych zasad mechaniki, które w tamtych czasach były jeszcze całkowicie niejasne, niewyraźne i niejasne. Następnie Newton formułując ogólne prawa ruchuciała, w tym prawo bezwładności.
