Главная страница » Первый закон Ньютона
Физика

Первый закон Ньютона

Мы объясним, что такое первый закон Ньютона или закон инерции Ньютона, его историю, формулу и примеры. Также другие законы Ньютона
Тела продолжают двигаться или находиться в состоянии покоя, если к ним не приложена другая сила

Что такое первый закон Ньютона?

Первый закон Ньютона, первый закон движения Ньютона или закон инерции Ньютона – это первый теоретический постулат, предложенный английским ученым и математиком Исааком Ньютоном относительно физической природы движения

Вместе с остальными законами (вторым и третьим) то, что выражено в этой первой заповеди физики движения, составляет часть фундаментальных предписаний, по которым работает ньютоновская механика, или классическая механика. Эти открытия навсегда изменили понимание материи учеными всего мира

Точка зрения Ньютона действительно считалась верной на протяжении многих веков, пока современный прогресс в физике и технологии не заставил искать новые теории

Альберт Эйнштейн провел исследования и внес вклад, которые позволили открыть релятивистскую механику, которая отличается от ньютоновской механики тем, что в ней отсутствует абсолютная точка отсчета, а такие величины, как время пространство , рассматриваются как относительные

Первый закон Ньютона гласит следующее:

Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum, nisi quatenus illud a viribus impressis cogitur statum suum mutare

На английский язык это переводится так:

‘Каждое тело продолжает находиться в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, недалеко от сил, воздействующих на него для изменения его положения’

Это означает, что объект всегда стремится сохранить свое состояние – либо в покое, либо в равномерном прямолинейном движении – если на него не воздействует какая-либо внешняя сила, заставляющая его изменить свое состояние

Вам может быть полезно: Закон всемирного тяготения

История первого закона Ньютона

Ньютон смог объяснить все – от орбиты Луны до падения предметов.

Еще до Ньютона Галилео Галилей набросал первый закон инерции, в котором он указал, что объект имеет тенденцию сохранять прямолинейное и равномерное движение, если на него не действует сила, заставляющая его изменить траекторию

Его открытие послужило основой для Ньютона, который, наблюдая за траекторией движения Луны на небе , сделал вывод, что если она не вылетает по прямой, следуя касательной к своей орбите , то это происходит потому, что на нее действует какая-то другая сила, препятствующая этому. Эта препятствующая сила в небесном случае стала называться гравитацией

Ньютон предположил, что сила гравитации действует на расстоянии, поскольку ничто физически не связывает Землю с Луной. Точно так же, когда олимпийский метатель мяча раскручивает инструмент вокруг собственной оси и, наконец, выпускает его с ударом, он движется в некотором направлении по прямой линии, но в конечном итоге проходит по параболе и падает на землю

В обоих случаях действует гравитация. Но в случае с мячом на его траекторию также влияет трение с воздухом на его пути, которое замедляет его. Открытия Галилея позволили Ньютону постулировать существование силы тяжести

Ньютон опубликовал эти и другие рассуждения, составившие основу его Первого и Второго законов, в своей ‘Philosophiae naturalis rincipia mathematica’ (1687), одном из величайших трактатов по физике всех времен

Формула закона инерции

Закон инерции Ньютона отвечает следующей формулировке:

Σ F = 0 ↔ a=dv/dt = 0

Это векторное выражение, поскольку силы наделены смыслом и направлением. Это означает, что в отсутствие внешних сил скорость остается постоянной во времени , т.е. ускорение равно нулю

Примеры первого закона Ньютона

Объекты падают по прямой линии, если только другая сила не изменяет их движение.

Есть много простых примеров того, что предлагает этот закон:

  • Все предметы падают по прямой линии, если только ветер и/или сопротивление воздуха не оказывают им (если они очень легкие) некоторое сопротивление, которое изменяет их смещение , как это происходит с листьями деревьев.
  • Камень, покоящийся на земле, не сдвинется с места без начальной силы, толкающей его. И если он движется, он будет продолжать двигаться до тех пор, пока трение не остановит его.
  • Если поверхность отполирована так, что сила трения сведена к минимуму, как в случае с вощеными полами, движения будут сохраняться гораздо дольше, если только внешняя сила не остановит их.

Другие законы Ньютона

В его работе, упомянутой выше, мы также находим второй закон Ньютона , называемый фундаментальным принципом динамики . Этот закон пытается количественно выразить понятие силы : изменение движения объекта прямо пропорционально воздействующей на него движущей силе и происходит в соответствии с прямой, вдоль которой действует эта сила

Третий закон Ньютона известен как принцип действия и реакции, поскольку он гласит, что для каждой силы, действующей на объект, существует равная и противоположная сила, т.е. в противоположном направлении, которую объект оказывает на того, кто его касается. Это означает, что каждое действие сопровождается равной, но противоположной реакцией

В отличие от первых двух, третий закон движения полностью принадлежит Ньютону , без предшествующих версий Галилея, Гука или Гюйгенса

Федор Лебедев

Федор Лебедев

Окончил МГТУ имени Н. Э. Баумана. Физик, специалист в области теоретической электротехники, член-корреспондент РАН. Автор работ по теоретической электротехнике, информатике.

Добавить комментарий

Нажмите здесь, чтобы оставить комментарий