Перший закон Ньютона

Ньютон сформулював закон інерції, включивши його в основу механіки як перший з трьох законів. Тому цей закон називають першим законом Ньютона.

Перший закон механіки, або закон інерції був сформульований Ньютоном наступним чином:

Будь-яке тіло утримується в стані спокою або рівномірного прямолінійного руху, поки під дією прикладених сил не змінює цей стан.

Перший закон Ньютона

В оточенні будь-якого тіла, покоїться воно або рухається, є інші тіла, деякі з яких або всі якось діють на тіло, впливають на стан його руху. Щоб з’ясувати вплив навколишніх тіл, треба досліджувати кожен окремий випадок.

Розглянемо будь-яке покоїться тіло, що не володіє прискоренням, а швидкість постійна і дорівнює нулю. Припустимо, це буде кулька, підвішений на гумовому шнурі. Він знаходиться в спокої відносно Землі. Близько кульки безліч різних тел: шнур, на якому він висить, безліч предметів в кімнаті та інших приміщеннях і, звичайно, Земля. Однак, дія всіх цих тіл на кульку не однаково. Якщо, наприклад, прибрати меблі в кімнаті, це не зробить будь-якого впливу на кульку. Але якщо перерізати шнур, кулька під впливом Землі почне падати вниз з прискоренням. Але поки шнур не був перерізаний, кулька знаходився в спокої. Цей простий досвід показує, що з усіх тіл, що оточують кульку, тільки два помітно впливають на нього: гумовий шнур і Земля. Їх спільне вплив і забезпечує стан спокою кульки. Варто було усунути одне з цих тіл – шнур, і стан спокою порушилося. Якби можна було прибрати Землю, це теж порушило б спокій кульки: він став би рухатися в протилежному напрямку.

Звідси приходимо до висновку, що дії на кульку двох тіл – шнура і Землі, компенсують (врівноважують) один одного. Коли говорять, що дії двох або декількох тіл компенсують один одного, то це означає, що результат їх спільної дії такий же, як якщо б цих тіл зовсім не було.

Розглянутий приклад, як і інші подібні приклади, дозволяють зробити наступний висновок: якщо дії тел компенсують один одного, то тіло під впливом цих тіл знаходиться в стані спокою.

Таким чином, ми прийшли до одного з основних законів механіки, який називають першим законом Ньютона:

Існують такі системи відліку, щодо яких рухомі тіла зберігають свою швидкість постійною, якщо на них не діють інші тіла або дія інших тіл компенсується.

Однак, як з’ясувалося згодом, перший закон Ньютона виконується тільки в інерційних системах відліку. Тому з точки зору сучасних уявлень закон Ньютона формулюють таким чином:

Системи відліку, щодо яких вільне тіло при компенсації зовнішніх впливів рухається рівномірно і прямолінійно, називають інерційних системах відліку.

Вільним тілом в цьому випадку називають тіло, на яке інші тіла не впливають.

Необхідно пам’ятати, що в першому законі Ньютона розглядаються тіла, які можуть бути представлені в якості матеріальних точок.

ПОДІЛИТИСЯ: