Zgodnie z pierwszym prawem Newtona, znanym również jako prawo bezwładności, ciała mają tendencję do pozostawania w spoczynku lub w ruchu ze stałą prędkością, jeśli nie zostanie do nich przyłożona żadna siła.
Jest to pierwsze z trzech praw Izaak Newton o ruchu ciał, które zostały opublikowane w 1687 roku w jego książce Mathematical Principles of Natural Philosophy.
Newton opracował prawo bezwładności na podstawie badań przeprowadzonych przez: Galileo Galilei, który odkrył tendencję obiektów do pozostawania w spoczynku lub ze stałą prędkością na podstawie obserwacji orbit planet.
Zobacz oświadczenie tego prawa:
Każde ciało pozostaje w stanie spoczynku lub ruchu jednostajnego po linii prostej, chyba że jest zmuszane do zmiany tego stanu przez przyłożone do niego siły.
prawo bezwładności
Prawo bezwładności Isaaca Newtona mówi, że ciała pozostają w spoczynku lub w jednostajnym ruchu prostoliniowym, jeśli nie działa na nie żadna siła zewnętrzna.
Prawo to uwzględnia zatem dwie sytuacje: ciało w spoczynku i ciało w ruchu jednostajnym prostoliniowym.
ciało w spoczynku
Ten przypadek jest bardziej logiczny i łatwiejszy do zrozumienia. Kiedy ciało jest w spoczynku, jest nieruchome, a jego prędkość wynosi zero.
Jako przykładu posłużymy się piłką w spoczynku na płaskiej powierzchni. Jeśli ktoś kopnie tę piłkę, przesunie się ona, ponieważ została na nią przyłożona siła.
Ta piłka nie pozostanie jednak w ruchu wiecznie, ponieważ podłoże wywiera siła tarcia na nim, co powoduje, że jego prędkość spada, aż ponownie się zatrzyma.
Ciało w jednostajnym, prostym ruchu
Gdy ciało jest w ruchu jednostajnym prostoliniowym (MRU), oznacza to, że jest w ruchu z stała prędkość jest w linii prostej i będzie się poruszał, jeśli nie zadziała na nią żadna siła zewnętrzna.
Miałoby to miejsce w sytuacji, gdy na poruszające się ciało nie działa żadna inna siła tarcia.
Gdy ciało znajduje się w MRU, jego prędkość jest stała, a zatem jego przyspieszenie wynosi zero - przyspieszenie to wielkość, która determinuje zmianę prędkości. Jeśli jednak na ciało działa siła zewnętrzna, przyspieszy ono i zmieni się jego prędkość.
Na przykładzie kuli zakładamy, że znajduje się ona na gładkiej powierzchni, która nie zapewnia żadnego tarcia. Nie ma również tarcia z powietrzem, to znaczy wypadkowa wszystkich sił działających na kulkę wynosi zero.
Jeśli ktoś kopnie tę piłkę, wejdzie ona w jednostajny ruch prostoliniowy i pozostanie w ruchu ze stałą prędkością, dopóki nie zostanie na nią przyłożona kolejna siła.
Ten przypadek jest mniej intuicyjny, ponieważ na Ziemi zawsze działa jakaś siła na ciała, taka jak grawitacja, opór powietrza i tarcie o powierzchnie.
Dowiedz się więcej o Prawa Newtona.
siła wypadkowa
Wynikowy człon siły jest wynikiem suma wszystkich sił przyłożonych do ciała.
Na przykład, gdy osoba kopie piłkę, działa na nią kilka sił: przyłożona siła przez kopnięcie, tarcie piłki o podłoże, grawitację i opór oferowany przez cząsteczki powietrza.
Aby obliczyć wielkość siły działającej na to ciało, konieczne jest zsumowanie tych sił, które są wektory, czyli mieć intensywność, kierunek i sens.
Jeśli piłka jest w spoczynku na powierzchni, a osoba przykłada siłę od lewej do prawej i jeszcze raz osoba przykłada siłę o tej samej intensywności od prawej do lewej, siły te zostaną zniwelowane, a piłka pozostanie w reszta.
zrozumieć więcej o siła.
Bezwładność
Bezwładność ciała mierzy się jego makaron. Oznacza to, że im większa masa ciała, tym większa jego bezwładność, a tym samym większa siła wypadkowa potrzebna do zmiany jego stanu spoczynkowego lub MRU.
Na przykład, jeśli ktoś spróbuje popchnąć 6-funtowe drewniane pudełko, z łatwością wyjdzie go ze stanu spoczynku. Teraz, jeśli pudełko waży 200 kilogramów, trudność będzie znacznie większa.
zrozumieć więcej o bezwładność.
Praktyczne przykłady pierwszego prawa Newtona
- Kiedy autobus porusza się z prędkością 100 km/h, ludzie wewnątrz pojazdu również poruszają się z tą prędkością w stosunku do zewnątrz pojazdu. Jeśli kierowca gwałtownie zahamuje, ludzie zostaną wyrzuceni do przodu, ponieważ mają tendencję do poruszania się z prędkością 100 km/h.
- Kiedy autobus odpoczywa, odpoczywają również ludzie w jego wnętrzu. Jeśli kierowca nagle przyspiesza, jego ciała są odpychane do tyłu, ponieważ mają tendencję do pozostawania w spoczynku.
Zobacz także Drugie prawo Newtona i Trzecie prawo Newtona.
