2. Законы Ньютона

2.1. Первый закон Ньютона

Необходимо ответить ещё на один важный вопрос: как тела будут двигаться или изменять характер своего движения под действием внешней силы?

Сначала рассмотрим случай, когда внешняя сила вообще не действует, и на первый взгляд кажется, что тело должно покоиться. Именно к такому выводу и пришёл Аристотель при формулировании своей механики; однако вывод является ложным.

Почему? Рассмотрим ещё один эксперимент: возьмём горизонтальную плоскость, поставим на неё брусок. Толкнём брусок вдоль поверхности: что мы будем наблюдать? Брусок прокатится какое-то расстояние и остановится. Остановка произойдёт по той причине, что сила трения действовала вдоль всего пути движения этого бруска и его остановила. Давайте попробуем минимизировать действие силы трения; если мы её уменьшим, то брусок прокатится ещё дальше. А теперь мысленно перейдём к такой ситуации, когда ни сила трения воздуха, ни сила трения со стороны поверхности не действуют на брусок. Толкнув его, т.е. приложив силу в течение короткого промежутка времени, мы будем наблюдать, что брусок будет скользить прямолинейно и равномерно.

Таким образом, мы с вами пришли к формулированию первого закона Ньютона: тела двигаются прямолинейно и равномерно либо находятся в состоянии покоя в отсутствии действия внешних сил. Системы отсчёта, относительно которых справедливо данное утверждение, называются инерциальными системами отсчёта

Первый закон Ньютона (принцип инерции): Существуют такие системы отсчёта, называемые инерциальными, относительно которых свободное тело, т. е. тело, на которое не действуют внешние силы или действие которых на него скомпенсировано, сохраняет свою скорость постоянной.