Першы закон Ньютана

Значная колькасць адкрыццяў у галіне фізікі былі здзейснены сотні гадоў таму, дзіўным чынам не губляючы актуальнасці па сённяшні дзень. І калі становішча малекулярнай і квантавай фізікі працягваюць дапаўняцца, а самі навуковыя раздзелы - развівацца, то ў механіцы ўжо наўрад ці адкрыюць нешта новае.

Усім вядома, што механіка як раздзел фізікі дзеліцца на дынаміку і кінематыку. Пры гэтым, кінематыка апісвае і вывучае сам рух, а дынаміка - прычыны яго ўзнікнення.

Асноўнымі пастулатамі, якія тлумачаць прычыны ўзнікнення і працягу руху, па гэты дзень па праве лічацца законы дынамікі Ньютана, уклад якога ў развіццё гэтага падзелу фізікі пераацаніць цяжка. Менавіта ён увёў такія паняцці, як "маса", "інерцыя", "час" і многія іншыя. Аднак найбольш вядомы Язэп Ньютон дзякуючы Законам, якія дазваляюць апісаць рух і прынцыпы ўзаемадзеяння тэл.

Адзін з асноўных яго законаў носіць назву Закон інэрцыі, або Першы закон Ньютана. Фармулёўка яго абвяшчае існаванне такіх сістэм адліку, адносна якіх хуткасць цела застаецца сталай і не змяняецца, калі пры гэтым на яго не дзейнічаюць іншыя поля або цела. Адсюль можна зрабіць два высновы: па-першае, для таго, каб цела змяніла траекторыю руху, каб яно наогул змяніла сваё становішча, ды нават для таго, каб яно захоўвала сваё становішча, павінна быць прыкладзеная нейкая сіла. Сам па сабе шклянку са стала не саскочыць: яго трэба альбо ўзяць, альбо штурхнуць, альбо пахіснуць стол. Аднак без дадатковага ўздзеяння які стаіць на стале стакан будзе працягваць сваё прамалінейны рух з пастаяннай хуткасцю. Чаму? Бо ён стаіць?

Тут мы ўшчыльную падышлі да другога высновы, які дазваляе зрабіць Першы закон Ньютана. Адно і тое ж цела можа адначасова як знаходзіцца ў руху, так і знаходзіцца ў стане спакою. Пытанне толькі ў ў тым, у якой сістэме адліку разглядаць тое ці іншае яго стан. Той жа прыклад са шклянкай: адносна стала шклянку нерухомы, адносна назіральніка - таксама. Увогуле, адносна любых сістэмы адліку, звязаных з Зямлёй, шклянку ў дадзеным прыкладзе застанецца нерухомым. Аднак пашырым кут гледжання: адносна птушкі, што пралятае над шклянкай, ён будзе працягваць рух па прамой з хуткасцю руху Зямлі. А птушка, строга кажучы, у сітуацыі палёту не належыць сістэме адліку Зямля. Больш бясспрэчная сітуацыя, але не больш наглядная: рух шклянкі адносна Юпітэра. Шклянку адносна сістэмы адліку Юпітэра рухаецца, бо рухаецца з хуткасцю Зямлі. І ў яе сістэме адліку нерухомы.

Навукова выснову, які дазваляе зрабіць Першы закон Ньютана, гучыць наступным чынам: сістэмы адліку, адносна якіх цела пры адсутнасці знешніх уздзеянняў рухаецца прамалінейна і раўнамерна, называюць інерцыйных сістэмамі адліку. У апісанай вышэй сітуацыі інерцыяльнай сістэмай адліку для шклянкі будзе стол. Аднак ён знаходзіцца на падлозе, падлога - у доме, дом - на Зямлі. Наогул кажучы, усе сістэмы адліку, звязаныя з Зямлёй, прынята лічыць інерцыйных. Існуе, праўда, невялікая агаворка: у сувязі з тым, што Зямля круціцца вакол сваёй восі, цалкам Першы закон Ньютана выкананы быць не можа. Якое падала цела, строга кажучы, падае не вертыкальна (траекторыя яго руху не адпавядае прамой), а з невялікім адхіленнем на ўсход. Аднак такімі "адхіленнямі" у сучаснай фізіцы прынята грэбаваць для спрашчэння разлікаў.

Асэнсаваўшы ўсё сказанае вышэй, можна лёгка зразумець заяву аб тым, што ўсё знаходзіцца ў руху і ўсё адносна. Стан спакою азначае не адсутнасць рух, а роўна наадварот - прамалінейнае раўнамернае рух з пастаяннай хуткасцю.