7.2: Перший закон Ньютона

Last updated
Save as PDF

Page ID: 75238

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Перший закон руху, який зазвичай називають «Принцип інерції», вперше був реалізований Галілеєм. (Ньютон не визнав внесок Галілея.) Ньютон особливо переймався тим, як вимовляти Перший закон латинською мовою, але після багатьох переписувань Ньютон вибирає наступний вираз для Першого закону (в перекладі на англійську мову):

Закон 1: Кожне тіло продовжує у своєму стані спокою або рівномірного руху в правій лінії, якщо воно не змушене змінити цей стан силами, враженими на нього.

Снаряди продовжують свої рухи, настільки, наскільки вони не затримуються опором повітря, або штовхаються вниз силою тяжіння. Вершина, частини якої своєю зчепленням постійно відтягуються від прямолінійних рухів, не припиняє свого обертання, інакше, як вона затримується повітрям. Великі тіла планет і комет, зустрічаючись з меншим опором у вільніших просторах, набагато довше зберігають свої рухи як прогресивні, так і кругові.

Перший закон являє собою експериментальне твердження про рухи тіл. Коли тіло рухається з постійною швидкістю, або немає ніяких сил, або сума всіх сил, що діють на тіло, дорівнює нулю. Якщо тіло змінює свою швидкість, воно має ненульове прискорення, а значить, сума всіх сил, що діють на тіло, також повинна бути ненульовою. Якщо швидкість тіла змінюється в часі, то або напрямок або величина змінюються, або обидва можуть змінюватися.

Після того, як автобус або поїзд починається, прискорення часто настільки мале, що ми ледве можемо його сприймати. Ми часто дивуємося, тому що здається, ніби станція рухається в протилежному напрямку, поки ми, здається, перебуваємо в стані спокою. Перший закон Ньютона стверджує, що немає фізичного способу розрізнити, рухаємося ми чи рухаємося станція, оскільки на тіло діє майже нульова загальна сила. Як тільки ми досягаємо постійної швидкості, наш розум відкидає думку про те, що земля рухається назад, тому що ми думаємо, що це неможливо, але для нас немає фактичного способу розрізнити, чи рухається поїзд чи земля.