על פי החוק הראשון של ניוטון, הידוע גם בשם חוק האינרציה, גופים נוטים להישאר במנוחה או בתנועה במהירות קבועה אם לא מופעל עליהם כוח.
זהו הראשון מבין שלושת החוקים של אייזק ניוטון על תנועת הגופים, שפורסמו בשנת 1687 בספרו "עקרונות מתמטיים של הפילוסופיה הטבעית".
ניוטון פירט את חוק האינרציה על סמך מחקרים שביצעה גלילאו גליליי, שמצא את הנטייה של עצמים להישאר במנוחה או במהירות קבועה מהתצפית על מסלולי כוכבי הלכת.
ראה הצהרה של חוק זה:
כל גוף נשאר במצב מנוחה או בתנועה אחידה בקו ישר, אלא אם כן הוא נאלץ לשנות את המצב בכוחות המופעלים עליו.
חוק האינרציה
חוק האינרציה של אייזק ניוטון קובע כי גופים נשארים במנוחה או בתנועה אחידה ישר אם לא פועל עליהם כוח חיצוני.
חוק זה, לפיכך, שוקל שני מצבים: גוף במנוחה וגוף בתנועה אחידה ישר.
גוף במנוחה
המקרה הזה יותר הגיוני וקל יותר להבנה. כאשר גוף נמצא במנוחה, הוא נייח ומהירותו אפסית.
נשתמש כדוגמא בכדור במנוחה על משטח ישר. אם מישהו בועט בכדור הזה, הוא ינוע מכיוון שהופעל עליו כוח.
כדור זה, לעומת זאת, לא יישאר בתנועה לנצח, מכיוון שהאדמה מפעילה א כוח החיכוך עליו, מה שגורם למהירותו לרדת עד שהוא מגיע שוב למנוחה.
גוף בתנועה ישרה אחידה
כאשר גוף נמצא בתנועה ישר ישר (MRU) זה אומר שהוא נמצא בתנועה עם מהירות קבועה זה בקו ישר וימשיך לנוע אם שום כוח חיצוני לא יפעל עליו.
זה יקרה במצב בו אין כוח חיכוך אחר הפועל על הגוף הנע.
כאשר גוף נמצא ב- MRU, מהירותו קבועה ולכן שלו התאוצה היא אפס - תאוצה היא הכמות שקובעת את וריאציית המהירות. עם זאת, אם כוח חיצוני פועל על הגוף, הוא יצבור תאוצה ומהירותו תשתנה.
אם משתמשים בכדור כדוגמא למקרה זה, אנו מניחים שהוא ממוקם על משטח חלק שאינו מציע חיכוך כלשהו. אין גם חיכוך עם האוויר, כלומר התוצאה של כל הכוחות על הכדור היא אפס.
אם מישהו בועט בכדור זה, הוא יעבור לתנועה ישר ישרה וישאר בתנועה במהירות קבועה עד שמופעל עליו כוח נוסף.
מקרה זה הוא פחות אינטואיטיבי, מכיוון שכוכב הלכת כדור הארץ תמיד מפעיל כוח כלשהו על גופים, כמו כוח המשיכה, התנגדות האוויר וחיכוך עם משטחים.
למידע נוסף על חוקי ניוטון.
כוח כתוצאה
מונח הכוח שנוצר הוא תוצאה של סכום כל הכוחות המופעלים על גוף.
לדוגמא, כאשר אדם בועט בכדור, ישנם כמה כוחות הפועלים עליו: הכוח המופעל על ידי הבעיטה, חיכוך הכדור עם הקרקע, כוח המשיכה וההתנגדות שמציעים חלקיקי אוויר.
כדי לחשב את כמות הכוח הפועל על אותו גוף, יש צורך להוסיף כוחות אלו שהם וקטוריםכלומר יש עָצמָה, כיוון ו לָחוּשׁ.
אם כדור נמצא במנוחה ואדם מפעיל כוח משמאל לימין ואחר האדם מפעיל כוח באותה עוצמה מימין לשמאל, כוחות אלה יתבטלו והכדור יישאר בפנים מנוחה.
להבין יותר אודות כוח.
אִינֶרצִיָה
האינרציה של הגוף נמדדת על ידי שלו פסטה. פירוש הדבר שככל שמסתו של גוף גדול יותר כך האינרציה שלו גדולה יותר ולכן כוח הרשת הדרוש כדי לשנות את מצב המנוחה או ה- MRU שלו.
לדוגמא, אם אדם מנסה לדחוף קופסת עץ במשקל 6 קילו, יהיה לו די קל להוציא אותה ממצב המנוחה. כעת, אם הקופסה שוקלת 200 קילו, הקושי יהיה גדול בהרבה.
להבין יותר אודות אִינֶרצִיָה.
דוגמאות מעשיות לחוק הראשון של ניוטון
- כאשר אוטובוס נע במהירות של 100 קמ"ש, אנשים בתוך הרכב נעים באותה מהירות יחסית לחלק החיצוני של הרכב. אם הנהג בולם בחדות אנשים יזרקו קדימה מכיוון שהם נוטים להמשיך לנוע ב 100 קמ"ש.
- כשאוטובוס נמצא במנוחה, גם אנשים בפנים נמצאים במנוחה. אם הנהג מאיץ לפתע, גופם נדחק לאחור מכיוון שהם נוטים להישאר במנוחה.
ראה גם את החוק השני של ניוטון וה החוק השלישי של ניוטון.
