Перший закон ньютона
Значна кількість відкриттів в області фізики були здійснені сотні років назад, дивним чином не втрачаючи актуальності донині. І якщо положення молекулярної і квантової фізики продовжують доповнюватися, а самі наукові розділи - розвиватися, то в механіці вже навряд чи відкриють щось нове.
Всім відомо, що механіка як розділ фізики ділиться на динаміку і кінематику. При цьому, кінематика описує і вивчає саме рух, а динаміка - причини його виникнення.
Основними постулатами, що пояснюють причини виникнення та продовження руху, донині по праву вважаються закони динаміки Ньютона, внесок якого в розвиток цього розділу фізики переоцінити важко. Саме він ввів такі поняття, як "маса", "інерція", "час" і багато інших. Однак найбільш відомий Ісаак Ньютон завдяки Законам, які дають можливість окреслити рух і принципи взаємодії тел.
Відео: 3.12-1 Перший закон Ньютона. Взаємодія тіл і їх прискорення.
Один з основних його законів носить назву Закон інерції, або перший закон Ньютона. Формулювання його проголошує існування таких систем відліку, щодо яких швидкість тіла залишається постійною і не змінюється, якщо при цьому на нього не діють інші поля або тіла. Звідси можна зробити два висновки: по-перше, для того, щоб тіло змінило траєкторію руху, щоб воно взагалі змінило своє становище, і в тому числі для того, щоб воно зберігало своє становище, має бути додана якась сила. Сам по собі склянку зі столу не зіскочить: його потрібно або взяти, або штовхнути, або похитнути стіл. Однак без додаткового впливу стоїть на столі склянку буде продовжувати своє прямолінійний рух з постійною швидкістю. Чому? Адже він стоїть?
Відео: Урок 2 - Перший закон Ньютона - Демонстрації з фізики
Тут ми впритул підійшли до другого висновку, який дозволяє зробити Перший закон Ньютона. Одне і те ж тіло може одночасно як перебувати в русі, так і перебувати в стані спокою. Питання лише в в тому, в якій системі відліку розглядати ту чи іншу його стан. Той же приклад зі склянкою: щодо столу склянку нерухомий, щодо спостерігача - також. Загалом, щодо будь-яких системи відліку, пов`язаних із Землею, стакан в даному прикладі залишиться нерухомим. Однак розширимо кут зору: щодо птиці, пролітає над склянкою, він буде продовжувати рух по прямій з швидкістю руху Землі. А птах, строго кажучи, в ситуації польоту не належить системі відліку Земля. Більш безперечна ситуація, але не більше наочна: рух склянки щодо Юпітера. Стакан щодо системи відліку Юпітера рухається, тому що рухається зі швидкістю Землі. І в її системі відліку нерухомий.
Науково висновок, який дозволяє зробити Перший закон Ньютона, звучить наступним чином: системи відліку, щодо яких тіло при відсутності зовнішніх впливів рухається прямолінійно і рівномірно, називають інерційних системах відліку. В описаній вище ситуації інерційної системою відліку для склянки буде стіл. Однак він знаходиться на підлозі, підлога - в будинку, будинок - на землі. Взагалі кажучи, всі системи відліку, пов`язані з Землею, прийнято вважати інерційних. Існує, правда, невелика обмовка: в зв`язку з тим, що Земля обертається навколо своєї осі, повністю Перший закон Ньютона виконаний бути не може. Падаюче тіло, строго кажучи, падає не вертикально (траєкторія його руху не відповідає прямій), а з невеликим відхиленням на схід. Однак такими "відхиленнями" в сучасній фізиці прийнято нехтувати для спрощення розрахунків.
Осмисливши все сказане вище, можна легко зрозуміти заяву про те, що все знаходиться в русі і все відносно. Стан спокою означає не відсутність рух, а рівно навпаки - прямолінійний рівномірний рух з постійною швидкістю.
